在文件 arch/arm/boot/compressed/head.S[2]中 start 為zImage 的起始點,部分代碼如下:
start:
mov r7, r1
mov r8, r2
…...
mov r0, r4
mov r3, r7
bl decompress_kernel
b call_kernel
call_kernel:
……
mov r0, #0
mov r1, r7
mov r2, r8
mov pc, r4
首先將BootLoader 傳遞過來的r1(機器編號)、r2(參數(shù)鏈表的物理地址)的值保存到r7、r8 中,再將r7作為參數(shù)傳遞給解壓函數(shù)decompress_kernel()。在解壓函數(shù)中,再將r7傳遞給全局變量__machine_arch_type。在跳到內(nèi)核(vmlinux)入口之前再將r7,r8 還原到r1,r2 中。
在文件 arch/arm/kernel/head.S[2]中,內(nèi)核(vmlinux)入口的部分代碼如下:
stext:
mrc p15, 0, r9, c0, c0
bl __lookup_processor_type
………
bl __lookup_machine_type
首先從處理器內(nèi)部特殊寄存器(CP15)中獲得ARM內(nèi)核的類型,從處理器內(nèi)核描述符(proc_info_list)表(__proc_info_begin—__proc_info_end)中查詢有無此ARM 內(nèi)核的類型,如果無就出錯退出。處理器內(nèi)核描述符定義在 include/asm-arm/procinfo.h[2]中,具體的函數(shù)實現(xiàn)在arch/arm/mm/proc-xxx.S[2]中,在編譯連接過程中將各種處理器內(nèi)核描述符組合成表。接著從機器描述符(machine_desc)表(__mach_info_begin—__mach_info_end)中查詢有無r1寄存器指定的機器編號,如果沒有就出錯退出。機器編號mach_type_xxx在arch/arm/tools/mach-types[2]文件中說明,每個機器描述符中包括一個唯一的機器編號,機器描述符的定義在include/asm-arm/mach/arch.h[2]中,具體實現(xiàn)在arch/arm/mach-xxxx[2]文件夾中,在編譯連接過程中將基于同一種處理器的不同機器描述符組合成表。例如,基于AT91RM9200處理器的各種機器描述符可以參考 arch/arm/mach-at91rm9200/board-xxx.c[2],機器編號為262的機器描述符如下所示:
MACHINE_START(AT91RM9200DK, "Atmel AT91RM9200-DK")
/* Maintainer: SAN People/Atmel */
.phys_io = AT91_BASE_SYS,
.io_pg_offst = (AT91_VA_BASE_SYS >> 18) & 0xfffc,
.boot_params = AT91_SDRAM_BASE + 0x100,
.timer = &at91rm9200_timer,
.map_io = dk_map_io,
.init_irq = dk_init_irq,
.init_machine = dk_board_init,
MACHINE_END
最后就是打開MMU,并跳轉(zhuǎn)到 init/main.c[2]的start_kernel(初始化系統(tǒng)。在 init/main.c[2] 中,函數(shù)start_kernel()的部分代碼如下:
{
……
setup_arch();
……
}
在 arch/arm/kernel/setup.c[2]中,函數(shù)setup_arch()的部分代碼如下:
{
……
setup_processor();
mdesc=setup_machine(machine_arch_type);
……
parse_tags(tags);
……
}
setup_processor()函數(shù)從處理器內(nèi)核描述符表中找到匹配的描述符,并初始化一些處理器變量。setup_machine()用機器編號(在解壓函數(shù)decompress_kernel 中被賦值)作為參數(shù)返回機器描述符。從機器描述符中獲得內(nèi)核參數(shù)的物理地址,賦值給tags變量。然后調(diào)用parse_tags()函數(shù)分析內(nèi)核參數(shù)鏈表,把各個參數(shù)值傳遞給全局變量。這樣內(nèi)核就收到了BootLoader 傳遞的參數(shù)。
5. 參數(shù)傳遞的驗證和測試
參數(shù)傳遞的結(jié)果可以通過內(nèi)核啟動的打印信息來驗證。
Machine: Atmel AT91RM9200-DK
……
Kernel command line: console=ttyS0,115200 root=/dev/ram rw init=/linuxrc
……
Memory: 64MB = 64MB total
……
checking if image is initramfs...it isn't (no cpio magic); looks like an initrd
Freeing initrd memory: 1024K
……
RAMDISK: Compressed image found at block 0
一個完備的BootLoader 是一個很復雜的工程,本文所介紹的只是嵌入式系統(tǒng)的BootLoaer 基本功能。任何一個BootLoader 都離不開這個基本功能,內(nèi)核只有接收這些參數(shù)才能正確地啟動,同時也為內(nèi)核的移植和調(diào)試奠定了良好的基礎。
armlinux對內(nèi)核命令參數(shù)的解析
全局變量
有關內(nèi)核參數(shù)的全局變量一共有三個,分別是command_line,default_command_line和saved_command_line,這三個變量都定義在同一個文件即arch/arm/kernel/子目錄下的setup.c文件中:
static char command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
//用于存放setup_arch()分析后的內(nèi)核參數(shù)
//指向它的指針將被返回給start_kernel()
char saved_command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
//存放setup_arch()解析前的完整的內(nèi)核參數(shù),供
//start_kernel()打印
static char default_command_line[COMMAND_LINE_SIZE] __initdata = CONFIG_CMDLINE;
//存放缺省的內(nèi)核參數(shù),如果沒有machine-dep
//的代碼更改內(nèi)核參數(shù),它將作為完整的未經(jīng)解
//析參數(shù)供解析
解析過程
內(nèi)核參數(shù)的解析一共有兩處,一處是setup_arch()->parse_cmdline()用于解析內(nèi)核參數(shù)中關于內(nèi)存的部分,另外一處是start_kernel()->parse_option()用于解析其余部分,下面分析一下內(nèi)核解析內(nèi)核參數(shù)的全過程
start_kernel()中對內(nèi)核參數(shù)的解析
內(nèi)核參數(shù)的解析在start_kernel()中完成(我是指在start_kernel()之前沒有對內(nèi)核參數(shù)做處理,當然某些特定的板子除外),下面是其中涉及到內(nèi)核參數(shù)的變量和操作
asmlinkage void __init start_kernel(void)
{
char * command_line; //定義了一個內(nèi)核參數(shù)的指針變量
extern char saved_command_line[]; //聲明對saved_command_line的引用
…
setup_arch(&command_line);
//將該變量的指針傳進setup_arch()用以獲得內(nèi)核參數(shù)
//并在setup_arch()中對內(nèi)核參數(shù)做體系結(jié)構(gòu)相關的處理
printk("Kernel command line: %s\n", saved_command_line);
//打印完整的內(nèi)核參數(shù)
…
parse_options(command_line); //對內(nèi)核參數(shù)做體系結(jié)構(gòu)無關的處理
…
}
setup_arch()對內(nèi)核參數(shù)的解析
setup_arch()函數(shù)是體系結(jié)構(gòu)相關的內(nèi)核初始化過程,這其中對內(nèi)核參數(shù)有涉及的變量和操作如下
void __init setup_arch(char **cmdline_p)
{
char *from = default_command_line;
//定義了一個指向default_command_line的指針
…
//這里可能存在一些對from操作的machine-dep的函數(shù)
…
memcpy(saved_command_line, from, COMMAND_LINE_SIZE);
//這時的from所指向的就是完整待解析的內(nèi)核參數(shù),將它復
//制到saved_command_line中去(以供start_kernel()打?。?/span>
//之所以不直接使用default_command_line是因為在此之前
//有可能定義一些具體板子相關的對from的操作
saved_command_line[COMMAND_LINE_SIZE-1] = '\0';
//最后一位置為NULL
parse_cmdline(&meminfo, cmdline_p, from);
//調(diào)用parse_cmdline處理from指向的內(nèi)核參數(shù)中關于內(nèi)存的//部分
}
parse_cmdline對內(nèi)核參數(shù)的解析
parse_cmdline做了三件事,首先它解析了from所指向的完整的內(nèi)核參數(shù),中關于內(nèi)存的部分,其次它將沒有解析的部分復制到command_line中,最后它將start_kernel()傳進來的內(nèi)核參數(shù)指針指向command_line
內(nèi)核參數(shù)中的“mem=xxxM@xxx”將會被parse_cmdline解析,并根據(jù)結(jié)果設置meminfo,而其余部分則被復制到command_line中
parse_option()對內(nèi)核參數(shù)的解析
parse_option()解析了內(nèi)核參數(shù)的其余部分