ARM linux内核启动时几个关键地址

发布者:bonbono最新更新时间:2020-02-17 来源: eefocus关键字:ARM  linux  内核启动  关键地址 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

1.内核启动地址
1.1.名词解释
ZTEXTADDR

解压代码运行的开始地址。没有物理地址和虚拟地址之分,因为此时MMU处于关闭状态。这个地址不一定时RAM的地址,可以是支持读写寻址的flash等存储中介。


Start address of decompressor. here's no point in talking about virtual or physical addresses here, since the MMU will be off at the time when you call the decompressor code. You normally call   the kernel at this address to start it booting. This doesn't have to be located in RAM, it can be in flash or other read-only or      read-write addressable medium.

      

ZRELADDR

       内核启动在RAM中的地址。压缩的内核映像被解压到这个地址,然后执行。

This is the address where the decompressed kernel will be written, and eventually executed. The following constraint must be valid:


              __virt_to_phys(TEXTADDR) == ZRELADDR

       The initial part of the kernel is carefully coded to be position independent.


TEXTADDR

       内核启动的虚拟地址,与ZRELADDR相对应。一般内核启动的虚拟地址为RAM的第一个bank地址加上0x8000。

       TEXTADDR = PAGE_OFFSET + TEXTOFFST


       Virtual start address of kernel, normally PAGE_OFFSET + 0x8000.This is where the kernel image ends up. With the latest kernels, it must be located at 32768 bytes into a 128MB region. Previous kernels placed a restriction of 256MB here.


TEXTOFFSET

       内核偏移地址。在arch/arm/makefile中设定。


PHYS_OFFSET

       RAM第一个bank的物理起始地址。

Physical start address of the first bank of RAM.


PAGE_OFFSET

RAM第一个bank的虚拟起始地址。

       Virtual start address of the first bank of RAM. During the kernel

       boot phase, virtual address PAGE_OFFSET will be mapped to physical

       address PHYS_OFFSET, along with any other mappings you supply.

       This should be the same value as TASK_SIZE.



1.2.内核启动地址确定
内核启动引导地址由bootp.lds决定。 Bootp.lds : arch/arm/bootp

OUTPUT_ARCH(arm)

ENTRY(_start)

SECTIONS

{

. = 0;

.text : {

   _stext = .;

   *(.start)

   *(.text)

   initrd_size = initrd_end - initrd_start;

   _etext = .;

}

}


由上 .= 0可以确定解压代码运行的开始地址在0x0的位置。ZTEXTADDR的值决定了这个值得选取。



Makefile : arch/arm/boot/compressed


如果设定内核从ROM中启动的话,可以在make menuconfig 的配置界面中设置解压代码的起始地址,否则解压代码的起始地址为0x0。实际上,默认从ROM启动时,解压代码的起始地址也是0x0。



feq ($(CONFIG_ZBOOT_ROM),y)

ZTEXTADDR := $(CONFIG_ZBOOT_ROM_TEXT)

ZBSSADDR    := $(CONFIG_ZBOOT_ROM_BSS)

else

ZTEXTADDR :=0                                                       ZBSSADDR := ALIGN(4)

endif


SEDFLAGS    = s/TEXT_START/$(ZTEXTADDR)/;s/BSS_START/$(ZBSSADDR)/                                                                                                                                             

……

$(obj)/vmlinux.lds: $(obj)/vmlinux.lds.in arch/arm/mach-s3c2410/Makefile .config

       @sed "$(SEDFLAGS)" < $< > $@


@sed "$(SEDFLAGS)" < $< > $@ 规则将TEXT_START设定为ZTEXTADDR。TEXT_START在arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds.in 中被用来设定解压代码的起始地址。

OUTPUT_ARCH(arm)

ENTRY(_start)

SECTIONS

{

. = TEXT_START;  

_text = .;


.text : {

    _start = .;

    *(.start)

    *(.text)

*(.text.*)

……

}

}



内核的编译依靠vmlinux.lds,vmlinux.lds由vmlinux.lds.s 生成。从下面代码可以看出内核启动的虚拟地址被设置为PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET,而内核启动的物理地址ZRELADDR在arch/arm/boot/Makefile中设定。



OUTPUT_ARCH(arm)

ENTRY(stext)

SECTIONS

{

#ifdef CONFIG_XIP_KERNEL

       . = XIP_VIRT_ADDR(CONFIG_XIP_PHYS_ADDR);

#else

       . = PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET;   

#endif

       .init : {                  /* Init code and data             */

              _stext = .;

                     _sinittext = .;

                     *(.init.text)

                     _einittext = .;

……

       }

}




# arch/arm/boot/Makefile

# Note: the following conditions must always be true:

#   ZRELADDR == virt_to_phys(PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET)

#   PARAMS_PHYS must be within 4MB of ZRELADDR

#   INITRD_PHYS must be in RAM

ZRELADDR    := $(zreladdr-y)                                      

#---> zrealaddr-y is specified with 0x30008000 in arch/arm/boot/makefile.boot

PARAMS_PHYS := $(params_phys-y)

INITRD_PHYS := $(initrd_phys-y)


export ZRELADDR INITRD_PHYS PARAMS_PHYS


通过下面的命令编译内核映像,由参数-a, -e设置其入口地址为ZRELADDR,此值在上面ZRELADDR    := $(zreladdr-y)指定。


quiet_cmd_uimage= UIMAGE $@                                                                     

      cmd_uimage = $(CONFIG_SHELL) $(MKIMAGE) -A arm -O linux -T kernel

                 -C none -a $(ZRELADDR) -e $(ZRELADDR)

                 -n 'Linux-$(KERNELRELEASE)' -d $< $@

1.3.小结
从上面分析可知道,linux内核被bootloader拷贝到RAM后,解压代码从ZTEXTADDR开始运行(这段代码是与位置无关的PIC)。内核被解压缩到ZREALADDR处,也就是内核启动的物理地址处。相应地,内核启动的虚拟地址被设定为TEXTADDR,满足如下条件:

TEXTADDR = PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET

内核启动的物理地址和虚拟地址满足入下条件:

ZRELADDR == virt_to_phys(PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET)= virt_to_phys(TEXTADDR)


假定开发板为smdk2410,则有:

内核启动的虚拟地址

TEXTADDR     = 0xC0008000

内核启动的物理地址  

ZRELADDR     = 0x30008000

如果直接从flash中启动还需要设置ZTEXTADDR地址。


2.内核启动过程分析
内核启动过程经过大体可以分为两个阶段:内核映像的自引导;linux内核子模块的初始化。

start

Decompress_kernel()

Call_kernel

Stext:

Prepare_namespace

Do_basic_setup

init

Rest_init

Setup_arch ……

Start_kernel

_enable_mmu

Execve(“/sbin/init”))

内核启动流程图


2.1.内核映像的自引导
这阶段的主要工作是实现压缩内核的解压和进入内核代码的入口。

Bootloader完成系统引导后,内核映像被调入内存指定的物理地址ZTEXTADDR。典型的内核映像由自引导程序和压缩的VMlinux组成。因此在启动内核之前需要先把内核解压缩。内核映像的入口的第一条代码就是自引导程序。它在arch/arm/boot/compressed/head.S文件中。


Head.S文件主要功能是实现压缩内核的解压和跳转到内核vmlinux内核的入口。Decompress_kernel(): arch/arm/boot/compressed/misc.c 和call_kernel这两个函数实现了上述功能。在调用decompress_kernel()解压内核之前,需要确保解压后的内核代码不会覆盖掉原来的内核映像。以及设定内核代码的入口地址ZREALADDR。

              .text

              adr   r0, LC0

              ldmia       r0, {r1, r2, r3, r4, r5, r6, ip, sp}

              .type       LC0, #object


LC0:              .word      LC0               @ r1

              .word      __bss_start            @ r2

              .word      _end                     @ r3

              .word      zreladdr          @ r4

              .word      _start                    @ r5

              .word      _got_start              @ r6

              .word      _got_end        @ ip

[1] [2]
关键字:ARM  linux  内核启动  关键地址 引用地址:ARM linux内核启动时几个关键地址

上一篇:ARM指令集----杂项指令
下一篇:libxml2 ARM 交叉编译

推荐阅读最新更新时间:2024-10-26 00:23

ARM linux内核启动时几个关键地址
1.内核启动地址 1.1.名词解释 ZTEXTADDR 解压代码运行的开始地址。没有物理地址和虚拟地址之分,因为此时MMU处于关闭状态。这个地址不一定时RAM的地址,可以是支持读写寻址的flash等存储中介。 Start address of decompressor. here's no point in talking about virtual or physical addresses here, since the MMU will be off at the time when you call the decompressor code. You normally call the kernel at
[单片机]
2410的linux内核启动地址30008000 由来探讨
以下就2.4内核中的文件对此问题进行分析。 内核编译链接过程是依靠vmlinux.lds文件,以arm为例vmlinux.lds文件位于kernel/arch/arm/vmlinux.lds, vmlinux-armv.lds的生成过程在kernel/arch/arm/Makefile中 ifeq ($(CONFIG_CPU_32),y) PROCESSOR = armv TEXTADDR = 0xC0008000 LDSCRIPT = arch/arm/vmlinux-armv.lds.in endif arch/arm/vmlinux.lds: $(LDSCRIPT) dummy @sed 's/TEXTADDR/$
[嵌入式]
ARM-Linux移植之(一)——内核启动流程分析
内核版本:2.6.22 为什么要采用这样一个较低的版本进行移植了,因为韦东山大牛说了,低版本的才能学到东西,越是高版本需要移植时做的工作量越少,学的东西越少。 内核启动分为三个阶段,第一是运行head.S文件和head-common.S,第三个阶段是允许第二是运行main.c文件 对于ARM的处理器,内核第一个启动的文件是arc/arm/kernel下面的head.S文件。当然arc/arm/boot/compress下面也有这个文件,这个文件和上面的文件略有不同,当要生成压缩的内核时zImage时,启动的是后者,后者与前者不同的时,它前面的代码是做自解压的,后面的代码都相同。我们这里这分析arc/arm
[单片机]
Qemu搭建ARM vexpress开发环境(二)----通过u-boot启动Linux内核
在上文《Qemu搭建ARM vexpress开发环境(一)》中已经简单讲述了通过Qemu模拟直接启动Linux内核,并挂在SD卡根文件系统的方法,这种方法是直接启动内核,与实际应用中ARM板的启动方式:u-boot、kernel、rootfs有些不同。现在就来讲述下通过Qemu搭建通过u-boot启动Linux内核并挂载根文件系统的方法。 1. 开发环境简述 嵌入式系统要正常运行,应该包含:u-boot、kernel、rootfs、appfs。这几部分在ARM开发板Flash上的位置关系应该类似于下图所示: BootLoader BootParameters Kernel Rootfs Appfs ro
[单片机]
ARM Linux内核启动要求
这篇文章英文原版 ARM Linux Kernel Boot Requirements ,是ARM Linux内核的维护者Russell King写的。在此我将其简易的翻译成中文,方便大家学习下。 原版:http://www.arm.linux.org.uk/developer/booting.php Author: Russell King Initial date: May 18, 2002 Revision: 1 - 17 September 20042 - 30 September 2004 为了启动ARM Linux,首先,你需要一个bootloader,它是一个很小的程序(在内核运行之前启动)。bootloade
[单片机]
ARM体系架构下的linux启动之一,从bootloader到linux内核
1. bootloader的启动 bootloader本身叫做嵌入式系统的引导程序。但是,它支持X86,MIPS,PowerPC,ARM等多种体系架构。 对于操作系统的启动来讲,当机器开始上电时,首先加载bootloader,它用来完成最基本的硬件的初始化,然后加载Linux内核。 用于ARM的bootloader一般为U-BOOT,用它来完成对linux内核的加载设置,一般bootloader烧写在开发板的Flash里,包括Nor Flash或Nand Flash,其中由于NorFlash支持芯片内执行XIP(eXcute In Place),代码可以直接在FLASH上执行,而NandFlash需要把代码拷到
[单片机]
ARM Linux内核启动2
上一篇ARM Linux内核启动(1)的衔接。 接着上一篇说,看下面源码: /* * Setup the initial page tables. We only setup the barest * amount which are required to get the kernel running, which * generally means mapping in the kernel code.只创建内核代码的映射 * * r5 = physical address of start of RAM * r6 = physical IO address * r7 = byte offset into pag
[单片机]
arm linux 启动流程之 进入内核
还是从编译链接生成vmlinux的过程来看吧,由一大堆.o文件链接而成,第一个就是 kernel/arch/arm/kernel/head-armv.o ,而且我们还看到了 lds链接文件kernel/arch/arm/vmlinux.lds,先把它分析一下 ENTRY(stext) //入口点是stext 应该就在head-armv.s中了 SECTIONS { . = 0xC0008000; //基址,是内核开始的虚拟地址 .init : { /* Init code and data */ _stext = .; __init_begin = .; *(.text.init) __proc_info_begin
[单片机]
<font color='red'>arm</font> <font color='red'>linux</font> <font color='red'>启动</font>流程之 进入<font color='red'>内核</font>
小广播
设计资源 培训 开发板 精华推荐

最新单片机文章
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

换一换 更多 相关热搜器件
随便看看

 
EEWorld订阅号

 
EEWorld服务号

 
汽车开发圈

电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved