ARM-Linux启动代码详解:Stage 1 构建与流程关键点
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更新于2024-10-13
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ARM-Linux启动代码分析——stage1 描述了ARM架构Linux内核启动过程中的关键步骤,特别关注了stage1(第一阶段启动代码)在启动流程中的作用。在Linux-2.6.19版本的内核中,stage1主要负责引导和初始化操作,以准备执行后续的kernel。这部分代码通常位于arch/arm/boot/compressed目录下,针对特定处理器如AT91(ARM926EJS)设计,包含了未压缩的内核二进制文件。
在Linux启动过程中,以下关键步骤在stage1中发生:
1. **CPU状态转换**:在引导过程中,CPU必须从用户模式切换到特权模式(SVC,Supervisor mode),以便执行系统级任务。同时,需要处理中断(IRQs)和快速中断(FIQs)的优先级和处理方式。
2. **Memory Management Unit (MMU) 初始化**:MMU负责虚拟内存管理,确保数据和指令的正确访问权限。在启动时,MMU需要被配置以支持Linux内核对内存的映射和保护。
3. **Cache一致性**:尽管数据缓存(Data cache)通常会自动同步,但在某些情况下可能需要初始化以确保一致性。指令缓存(Instruction cache)则可能不需要刷新,因为它们通常与MMU配合工作。
4. **寄存器设置**:CPU寄存器如r0、r1、r2等会被赋予特定值。r0通常设置为0,r1通常存储ARM Linux机器类型,而r2用于存放内核参数列表,包含启动参数和机器配置信息。
5. **栈指针设置**:为了正确执行函数调用,栈指针需要指向合适的内存地址,通常是KERNEL_RAM_ADDR指定的区域,即arch/arm/kernel/head.S中的偏移量+260,地址为0xc0008000。
6. **内存映射和入口点**:通过定义如PAGE_OFFSET、TEXT_OFFSET和TEXTADDR等宏,内核的文本部分被映射到内存的适当位置。例如,kernel text通常在0x00008000地址,由arch/arm/kernel/head.S确定。
7. **链接器信息**:最后,entry point(比如"ENT"指令)在arch/arm/kernel/vmlinux.lds.S中指定,这标志着stage1执行结束,正式开始加载和初始化内核代码。
arm-linux stage1是Linux内核启动过程中的关键组成部分,它负责设置CPU状态、初始化硬件组件、以及将控制权传递给实际的kernel code,这是引导到稳定运行环境的必要步骤。理解这些细节有助于深入研究和调试ARM平台上的Linux系统启动过程。
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