Linux BSP实战课(SoC bringup篇):Kernel 的初始化过程
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内核运行的第一行代码
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.head.text 文本段
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Head.S
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start_kernel
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setup_arch
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mm_init
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sched_init
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init_IRQ
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tick_init
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init_timers
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hrtimers_init
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softirq_init
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time_init
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console_init
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vfs_caches_init
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rest_init
上文我们讲到,内核中各个阶段的初始化非常重要,涉及内容很多,比如内存管理,进程管理,文件系统,中断管理,时钟管理等。就算浅尝辄止的描述每个模块,至少也要一万字的总结,所以内核的重要程度很有必要单独作为一章梳理。
让我们一起正式进入内核的世界,站在内核的角度,内核之前的所有程序都是系统引导程序,其中 CPU 的状态如下:
r0 = 0.
r1 = CPU 类型.
r2 = kernel参数list的物理地址.
irq & fiq 必须关闭.
MMU 必须关闭,这里内存地址都是物理地址.
D-cache 必须关闭,I-cache 没有要求.
内核运行的第一行代码
Linux启动,会启动内核编译后的文件 vmlinux,vmlinux 是一个 ELF 文件,按照 ./arch/arm64/kernel/vmlinux.lds 设定的规则进行链接,vmlinux.lds 是 vmlinux.lds.S 编译之后生成的。所以为了确定 vmlinux 内核的起始地址, 首先通过 vmlinux.lds.S 链接脚本进行分析。如下所示:
$ readelf -h vmlinux
ELF Header:
Magic: 7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
Class: ELF64
Data: 2's complement, little endian
Version: 1 (current)
OS/ABI: UNIX - System V
ABI Version: 0
Type: DYN (Shared object file)
Machine: AArch64
Version: 0x1
Entry point address: 0xffff800010000000
Start of program headers: 64 (bytes into file)
Start of section headers: 494679672 (bytes into file)
Flags: 0x0
Size of this header: 64 (bytes)
Size of program headers: 56 (bytes)
Number of program headers: 5
Size of section headers: 64 (bytes)
Number of section headers: 38
Section header string table index: 37
$ readelf -l vmlinux
Elf file type is DYN (Shared object file)
Entry point 0xffff800010000000
There are 5 program headers, starting at offset 64
Program Headers:
Type Offset VirtAddr PhysAddr
FileSiz MemSiz Flags Align
LOAD 0x0000000000010000 0xffff800010000000 0xffff800010000000
0x0000000001beacdc 0x0000000001beacdc RWE 10000
LOAD 0x0000000001c00000 0xffff800011c00000 0xffff800011c00000
0x00000000000c899c 0x00000000000c899c R E 10000
LOAD 0x0000000001cd0000 0xffff800011cd0000 0xffff800011cd0000
0x0000000000876200 0x0000000000905794 RW 10000
NOTE 0x0000000001bfaca0 0xffff800011beaca0 0xffff800011beaca0
0x000000000000003c 0x000000000000003c R 4
GNU_STACK 0x0000000000000000 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0x0000000000000000 0x0000000000000000 RW 10
Section to Segment mapping:
Segment Sections...
00 .head.text .text .got.plt .rodata .pci_fixup __ksymtab __ksymtab_gpl __ksymtab_strings __param __modver __ex_table .notes
01 .init.text .exit.text .altinstructions
02 .init.data .data..percpu .hyp.data..percpu .rela.dyn .data __bug_table .mmuoff.data.write .mmuoff.data.read .pecoff_edata_padding .bss
03 .notes
04
通过上面的查询可知,此 vmlinux 为一个 aarch64 架构平台的 ELF 可执行文件,其程序入口的地址为 0xffff800010000000,此段对应的 section 为.head.text .text .got.plt......,所以 vmlinux 的入口在 .head.text 文本段。