Kernel启动流程源码解析 2 head.S

__cpu_setup。定义kernel\arch\arm64\mm\proc.S中。
#define MAIR(attr, mt) ((attr) << ((mt) * 8))

/*
*    __cpu_setup
*
*    Initialise the processor for turning the MMU on.  Return in x0 the
*    value of the SCTLR_EL1 register.
*/
ENTRY(__cpu_setup)
    ic    iallu                // I+BTB cache invalidate // 使instruction和BTB cache中的所有的cache line是无效，直到PoU // BTB（Branch Target Buffer）
    tlbi    vmalle1is            // invalidate I + D TLBs // 使TLB内容无效vm-all-e1-is，vmall表示invalidate all TLB entry，e1表示EL1，is表示inner sharebility
    dsb    ish // dsb 数据同步屏蔽指令，确保前面的指令执行完成，ish表示inner shareable

mov    x0, #3 << 20
    msr    cpacr_el1, x0            // Enable FP/ASIMD // 使能SIMD and floating-point
    msr    mdscr_el1, xzr            // Reset mdscr_el1 // Monitor Debug System Control Register
    /*
     * Memory region attributes for LPAE:
     *
     *   n = AttrIndx[2:0] // 最重要的memory attributes指向MAIR_ELx中具体的memory attribute
     *            n    MAIR
     *   DEVICE_nGnRnE    000    00000000 // G:Gathering 表示对多个memory的访问是否可以合并
     *   DEVICE_nGnRE    001    00000100 // R: Re-ordering 表示是否允许处理器对内存访问指令进行重排
     *   DEVICE_GRE        010    00001100 // E: Early Write Acknowledgement
     *   NORMAL_NC        011    01000100 // 前面加n表示不允许
     *   NORMAL        100    11111111 // C: 表示是否cacheable
     */
    ldr    x5, =MAIR(0x00, MT_DEVICE_nGnRnE) | \
             MAIR(0x04, MT_DEVICE_nGnRE) | \
             MAIR(0x0c, MT_DEVICE_GRE) | \
             MAIR(0x44, MT_NORMAL_NC) | \
             MAIR(0xff, MT_NORMAL)
    msr    mair_el1, x5 // MAIR_EL1（Memory Attribute Indirection Register (EL1)）
    /*
     * Prepare SCTLR
     */
    adr    x5, crval // crval的定义在底下
    ldp    w5, w6, [x5] // w5 = 0x000802c2 // w6 = 0x0405d03d
    mrs    x0, sctlr_el1 // System Control Register (EL1) // x0将作为传递给__enable_mmu时的参数
    bic    x0, x0, x5            // clear bits // 清0，0x000802c2中为1的位
    orr    x0, x0, x6            // set bits // 置1，0x0405d03d中为1的位
    /*
     * Set/prepare TCR and TTBR. We use 512GB (39-bit) address range for
     * both user and kernel.
     */
    ldr    x10, =TCR_TxSZ(VA_BITS) | TCR_CACHE_FLAGS | TCR_SMP_FLAGS | \
            TCR_TG_FLAGS | TCR_ASID16 | TCR_TBI0 // ldr x10, 0xffffffc000d0ca38
    /*
     * Read the PARange bits from ID_AA64MMFR0_EL1 and set the IPS bits in
     * TCR_EL1.
     */
    mrs    x9, ID_AA64MMFR0_EL1
    bfi    x10, x9, #32, #3 // 将x9的[34:32]bit写入到x10的[34:32]bit
    msr    tcr_el1, x10
    ret                    // return to head.S // 由于lr保存的是__enable_mmu，因此返回到__enable_mmu函数继续执行
ENDPROC(__cpu_setup)

/*
     *                 n n            T
     *       U E      WT T UD     US IHBS
     *       CE0      XWHW CZ     ME TEEA S
     * .... .IEE .... NEAI TE.I ..AD DEN0 ACAM
     * 0011 0... 1101 ..0. ..0. 10.. .... .... < hardware reserved
     * .... .1.. .... 01.1 11.1 ..01 0001 1101 < software settings
     */
    .type    crval, #object
crval:
    .word    0x000802c2    // clear // SCTLR_EL1寄存器中需要清0的bit
    .word    0x0405d03d    // set // SCTLR_EL1寄存器中需要置1的bit

__enable_mmu。
/*
* Setup common bits before finally enabling the MMU. Essentially this is just
* loading the page table pointer and vector base registers.
*
* On entry to this code, x0 must contain the SCTLR_EL1 value for turning on
* the MMU.
*/
// 要求x0中保存SCTLR_EL1的值
__enable_mmu:
    ldr    x5, =vectors // vectors：EL1状态的异常向量表，定义在kernel\arch\arm64\kernel\entry.S中
    msr    vbar_el1, x5 // VBAR_EL1 Vector Base Address Register (EL1)，保存EL1状态的异常向量表。
    msr    ttbr0_el1, x25            // load TTBR0 // idmap_pg_dir 用于用户空间的进程，在进程切换的时候，其地址空间的切换实际就是修改TTBR0的值
    msr    ttbr1_el1, x26            // load TTBR1 // swapper_pg_dir 用于kernel space，所有的内核线程都是共享一个空间
    isb // 指令同步屏障
    b    __turn_mmu_on
ENDPROC(__enable_mmu)

.align    4
__turn_mmu_on:
    msr    sctlr_el1, x0 // 配置sctlr_el1，系统控制寄存器
    isb // 指令同步屏障
    br    x27 // 跳转到__mmap_switched执行
ENDPROC(__turn_mmu_on)

__mmap_switched。
/*
* The following fragment of code is executed with the MMU on in MMU mode, and
* uses absolute addresses; this is not position independent.
*/
__mmap_switched:
adr x3, __switch_data + 8 // 跳过__mmap_switched

ldp    x6, x7, [x3], #16 // x6 = __bss_start // x7 = __bss_stop
1:    cmp    x6, x7
    b.hs    2f
    str    xzr, [x6], #8            // Clear BSS // 循环清除bss段，BSS段用来存放程序中未初始化的全局变量和静态变量
    b    1b
2:
    ldp    x4, x5, [x3], #16 // x4 = processor_id // x5 = __fdt_pointer
    ldr    x6, [x3], #8 // x6 = memstart_addr
    ldr    x16, [x3] // init_thread_union + THREAD_START_SP // sp // THREAD_START_SP = THREAD_SIZE - 16
    mov    sp, x16 // 跳转到c语言前，必须设置好栈
    str    x22, [x4]            // Save processor ID // 将x22保存的当前cpu id保存到processor_id（在kernel/arch/arm64 /kernel/setup.c中定义的）中
    str    x21, [x5]            // Save FDT pointer // 将x21暂存的device tree的地址保存到__fdt_pointer(在kernel/arch/arm64 /kernel/setup.c中定义的)中
    str    x24, [x6]            // Save PHYS_OFFSET // 将x24保存的kernel起始的地址保存到memstart_addr（在kernel/arch/arm64/mm/init.c中定义的）中
    mov    x29, #0 // 将x29清0，还不清楚为什么要特别的做这一步

b start_kernel // 长出一口气，终于到C语言了。
ENDPROC(__mmap_switched)

.align    3
    .type    __switch_data, %object
__switch_data:
    .quad    __mmap_switched
    .quad    __bss_start            // x6
    .quad    __bss_stop            // x7
    .quad    processor_id            // x4
    .quad    __fdt_pointer            // x5
    .quad    memstart_addr            // x6 // phys_addr_t memstart_addr __read_mostly = 0;
    .quad    init_thread_union + THREAD_START_SP // sp // init_thread_uniond定义在kernel/init/init_task.c中

#define THREAD_SIZE 16384
#define THREAD_START_SP (THREAD_SIZE - 16)

// 进入start_kernel之前瞥一眼init_thread_union这个联合体和init_task这个结构体，这里我们只需知道init_task 是0号swapper进程的task_struct，esp指针指向这个init_thread_union以上(16384 - 16)作为0号swapper进程的栈顶
union thread_union init_thread_union __init_task_data =
{ INIT_THREAD_INFO(init_task) };

#define __init_task_data __attribute__((__section__(".data..init_task")))

---------------------
作者：xichangbao
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/xichangbao/article/details/51605462
版权声明：本文为博主原创文章，转载请附上博文链接！

Kernel启动流程源码解析 2 head.S相关推荐

Kernel启动流程源码解析 1 head.S
bootloader在跳转到kernel前,需要确保如下设置: MMU = off, D-cache = off, I-cache = on or off x0 = physical address ...
NioEventLoop启动流程源码解析
NioEventLoop的启动时机是在服务端的NioServerSocketChannel中的ServerSocketChannel初始化完成,且注册在NioEventLoop后执行的, 下一步就是去 ...
SpringSecurity启动流程源码解析
前面两期我讲了SpringSecurity认证流程和SpringSecurity鉴权流程,今天是第三期,是SpringSecurity的收尾工作,讲SpringSecurity的启动流程. 就像很多电 ...
Android Launcher启动应用程序流程源码解析
带着问题看源码点击桌面Launcher图标后做了哪些工作? 应用程序什么时候被创建的? Application和MainActivity的onCreate()方法什么时候被调用的? 概述在Andr ...
Doris FE启动流程源码详细解析
Doris FE启动流程源码详细解析一.简介 Apache Doris是一个现代化的MPP分析型数据库产品.仅需亚秒级响应时间即可获得查询结果,有效地支持实时数据分析.Apache Doris的分布 ...
swoole 启动流程_EasySwoole 服务启动过程以及主体设计流程源码解析
EasySwoole 服务启动过程以及主体设计流程源码解析本文主要讲解EasySwoole 服务的启动过程,会通过源码片段讲解主体的设计流程命令启动当我们通过php easyswoole sta ...
云原生小课堂｜Envoy请求流程源码解析（三）：请求解析
前言 Envoy 是一款面向 Service Mesh 的高性能网络代理服务.它与应用程序并行运行,通过以平台无关的方式提供通用功能来抽象网络.当基础架构中的所有服务流量都通过 Envoy 网格时 ...
SpringBoot2 | SpringBoot启动流程源码分析（一）
首页博客专栏·视频下载论坛问答代码直播能力认证高校会员中心收藏动态消息创作中心 SpringBoot2 | SpringBoot启动流程源码分析(一) 置顶张书康 201 ...
BroadcastReceiver的跨进程注册、接收流程源码解析
根据<Activity跨进程启动流程源码探究>我们可以清楚以下几点: 1)Context的通用实现是在ContextIml这个类中 2)Activity的启动过程需要借助ActivityM ...

Kernel启动流程源码解析 2 head.S

Kernel启动流程源码解析 2 head.S相关推荐

最新文章

热门文章