AI 助理
备案控制台
开发者社区 开发与运维 文章 正文

Linux内核源码分析--内核启动之(4)Image内核启动(setup_arch函数)（Linux-3.0 ARMv7）

2012-04-12 1292
版权
版权声明：
本文内容由阿里云实名注册用户自发贡献，版权归原作者所有，阿里云开发者社区不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。具体规则请查看《 阿里云开发者社区用户服务协议》和 《阿里云开发者社区知识产权保护指引》。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容，填写 侵权投诉表单进行举报，一经查实，本社区将立刻删除涉嫌侵权内容。
简介： 在分析start_kernel函数的时候，其中有构架相关的初始化函数setup_arch。此函数根据构架而异，对于ARM构架的详细分析如下：void __init setup_arch(char **cmdline_p){    struct machine_desc ...
在分析start_kernel函数的时候，其中有构架相关的初始化函数setup_arch。
此函数根据构架而异，对于ARM构架的详细分析如下：

  1. void __init setup_arch(char **cmdline_p)
  2. {
  3.     struct machine_desc *mdesc;

  4.

    点击(此处)折叠或打开

    1. 此为设备描述结构体，对于任何板子都定义了这样的一个结构体，我以前的文章有介绍：
    2. 《Uncompressing Linux... done, booting the kernel》 1、machine type 不匹配

  6.     unwind_init();

  7. 点击(此处)折叠或打开

    1. 初始化基於ARM EABI的Backtrace Unwind機制(栈回退)，此函数主要用于地址转换（arch/arm/kernel/unwind.c）

  8.     setup_processor();

    点击(此处)折叠或打开

    1. 再次检测处理器类型，并初始化处理器相关的底层变量。内核启动时的处理器信息（包括cache）就是通过这个函数打印的，例如：
      1. CPU: ARMv7 Processor [413fc082] revision 2 (ARMv7), cr=10c53c7f
      2. CPU: VIPT nonaliasing data cache, VIPT aliasing instruction cache

  9.     mdesc = setup_machine_fdt(__atags_pointer);
  10.     if (!mdesc)
  11.         mdesc = setup_machine_tags(machine_arch_type);

    点击(此处)折叠或打开

    1. 在此处通过bootloader传递过来的设备ID来匹配一个 struct machine_desc 结构体
    2. （这个结构体就是在arch/arm/mach-*/mach-*.c中定义的结构体：MACHINE_START～MACHINE_END ）
    3. 如果没有匹配上就死循环。
    4. 如果匹配上了就打印机器名 ，并处理bootloader传递过来的tagged_list，将所有的tag信息保存到相应的全局变量或结构体中。
    5. 内核启动时的机器信息就是这里打印的，例如：

    6. 点击(此处)折叠或打开

      1. Machine: ti8168evm
    7. 最后返回结构体指针。

  12.     machine_desc = mdesc;
  13.     machine_name = mdesc->name;

    点击(此处)折叠或打开

    1. 通过匹配的struct machine_desc 结构体数据，初始化一些全局变量

  15.     if (mdesc->soft_reboot)
  16.         reboot_setup("s");

    点击(此处)折叠或打开

    1. 通过struct machine_desc 中的soft_reboot数据来设置重启类型：
    2. 如果存在就为“s”：softreset；如果不存在就为“h”：hardreset

  18.     init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
  19.     init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
  20.     init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
  21.     init_mm.brk     = (unsigned long) _end;

    点击(此处)折叠或打开

    1. 这里通过连接脚本中得到的Linux代码位置数据来初始化一个mm_struct结构体init_mm中的部分数据
    2. ps：每一个任务都有一个mm_struct结构以管理内存空间，init_mm是内核自身的mm_struct

  23.     /* 同时填充cmd_line以备后用, 保护boot_command_line数据 */
  24.     strlcpy(cmd_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
  25.     *cmdline_p = cmd_line;

    点击(此处)折叠或打开

    1. 将boot_command_line复制到cmd_line中。这里关键是要知道系统启动的时候的cmdline是如何传递的。

  27.     parse_early_param();

    点击(此处)折叠或打开

    1. 处理在 struct obs_kernel_param 中定义为early的启动参数（主要是内存配置部分的参数）

    3. 其中就分析了mem=size@start参数初始化了struct meminfo meminfo;
    4. 同时如果有vmalloc=size参数也会初始化 vmalloc_min
    5. 参考：《Linux内核高-低端内存设置代码跟踪（ARM构架）》

    7. 这里需要注意的是内核的cmdline中的参数按照其被需要的先后，分为early和非early的。

    9. include/linux/init.h：

      点击(此处)折叠或打开

      1. struct obs_kernel_param {
      2. const char *str;            //在cmdline中相应参数名。
      3. int (*setup_func)(char *);  //对于此参数的专用处理函数
      4. int early;                  //是否为早期需要处理的参数
      5. };
    10. 两种不同的参数在内核中用了不同的宏来定义：
    11. early： #define early_param(str, fn) \
    12.         __setup_param(str, fn, fn, 1)
    14. 非early： #define __setup(str, fn) \
    15.          __setup_param(str, fn, fn, 0)
    17. 使用这两个宏定义的参数和构架相关，一些构架或者板子可以定义自己特定的参数和处理函数。对于比较重要的“men”参数就是early参数。

  29.     sanity_check_meminfo();

    点击(此处)折叠或打开

    1. 在此处设置struct meminfo meminfo中每个bank中的highmem变量，
    2. 通过vmalloc_min确定每个bank中的内存是否属于高端内存
  30.     arm_memblock_init(&meminfo, mdesc);

    点击(此处)折叠或打开

    1. 在此处按地址数据从小到大排序meminfo中的数据，并初始化全局的memblock数据。

  32.     paging_init(mdesc);

    点击(此处)折叠或打开

    1. 设置内核的参考页表。
    2. 此页表不仅用于物理内存映射，还用于管理vmalloc区。
    3. 此函数中非常重要的一点就是初始化了bootmem分配器！


  33.     request_standard_resources(mdesc);

  34. 点击(此处)折叠或打开

    1. 通过获取设备描述结构体（struct machine_desc）中的数据和编译时产生的地址数据，初始化内存相关的全局结构体变量。
  35.     unflatten_device_tree();

    点击(此处)折叠或打开

    1. 通过启动参数中的“非平坦设备树”信息(如果有),获取内存相关信息

  37. #ifdef CONFIG_SMP
  38.     if (is_smp())
  39.         smp_init_cpus();
  40. #endif

    点击(此处)折叠或打开

    1. 针对SMP处理器，初始化可能存在的CPU映射 - 这描述了可能存在的CPU

  41.     reserve_crashkernel();

    点击(此处)折叠或打开

    1. 用于内核崩溃时的保留内核
    2. 此功能通过内核command line参数中的"crashkernel="保留下内存用于主内核崩溃时获取内核信息的导出。 

  43.     cpu_init();

    点击(此处)折叠或打开

    1. 初始化一个CPU，并设置一个per-CPU栈

  44.     tcm_init();

    点击(此处)折叠或打开

    1. 初始化ARM内部的TCM（紧耦合内存）。
    3. 参考资料：《对ARM紧致内存TCM的理解》
    4. ARM官网也有介绍文档

  46. #ifdef CONFIG_MULTI_IRQ_HANDLER
  47.     handle_arch_irq = mdesc->handle_irq;
  48. #endif

  49. 点击(此处)折叠或打开

    1. 调用设备描述结构体中的mdesc->handle_irq函数，目的未知。

  50. #ifdef CONFIG_VT
  51. #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
  52.     conswitchp = &vga_con;
  53. #elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)
  54.     conswitchp = &dummy_con;
  55. #endif
  56. #endif
  57.     early_trap_init();

  58. 点击(此处)折叠或打开

    1. 对中断向量表进行早期初始化

  59.     if (mdesc->init_early)
  60.         mdesc->init_early();

    点击(此处)折叠或打开

    1. 如果设备描述结构体定义了init_early函数（应该是早期初始化之意），则在这里调用。

  61. }


这个函数主要是检查处理器的类型是否匹配，并获取处理器信息来设置处理器的相关底层参数。
  1. static void __init setup_processor(void)
  2. {
  3.     struct proc_info_list *list;

  5.     /*
  6.      * 在支持处理器列表中定位处理器
  7.    * 连接器为我们创建这个列表，从                                                                              * arch/arm/mm/proc-*.S中的入口
  8.     */
  9.     list = lookup_processor_type(read_cpuid_id());
  10.     if (!list) {
  11.         printk("CPU configuration botched (ID %08x), unable "
  12.          "to continue.\n", read_cpuid_id());
  13.         while (1);
  14.     }

    点击(此处)折叠或打开

    1. 这里再次核对处理器类型，虽然这个已经在汇编代码中执行过一遍了

  16.     cpu_name = list->cpu_name;

  18. #ifdef MULTI_CPU
  19.     processor = *list->proc;
  20. #endif
  21. #ifdef MULTI_TLB
  22.     cpu_tlb = *list->tlb;
  23. #endif
  24. #ifdef MULTI_USER
  25.     cpu_user = *list->user;
  26. #endif
  27. #ifdef MULTI_CACHE
  28.     cpu_cache = *list->cache;
  29. #endif

  30. 点击(此处)折叠或打开

    1. 通过从struct proc_info_list获取的数据初始化CPU相关的全局变量

  31.     printk("CPU: %s [%08x] revision %d (ARMv%s), cr=%08lx\n",
  32.      cpu_name, read_cpuid_id(), read_cpuid_id() & 15,
  33.      proc_arch[cpu_architecture()], cr_alignment);

  34. 点击(此处)折叠或打开

    1. 打印内核启动时的处理器信息

  35.     sprintf(init_utsname()->machine, "%s%c", list->arch_name, ENDIANNESS);
  36.     sprintf(elf_platform, "%s%c", list->elf_name, ENDIANNESS);
  37.     elf_hwcap = list->elf_hwcap;
  38. #ifndef CONFIG_ARM_THUMB
  39.     elf_hwcap &= ~HWCAP_THUMB;
  40. #endif

  42.     feat_v6_fixup();

  43. 点击(此处)折叠或打开

    1. 针对特定的ARM核软件屏蔽一些功能

  44.     cacheid_init();

    点击(此处)折叠或打开

    1. 初始化ARM核中的缓存
  45.     cpu_proc_init();

    点击(此处)折叠或打开

    1. 宏：
    2. #define cpu_proc_init __glue(CPU_NAME,_proc_init)
    3. 意在调用处理器特定的初始化函数。
  46. }



文章标签：
Linux
缓存
关键词：
Linux内核函数
Linux linux-3.0 armv7
Linux image函数linux-3.0
Linux armv7
nothingfinal
目录
相关文章
丰宝宝
|
23天前
|
算法 Linux 调度
深入理解Linux内核调度器：从基础到优化####
本文旨在通过剖析Linux操作系统的心脏——内核调度器，为读者揭开其高效管理CPU资源的神秘面纱。不同于传统的摘要概述，本文将直接以一段精简代码片段作为引子，展示一个简化版的任务调度逻辑，随后逐步深入，详细探讨Linux内核调度器的工作原理、关键数据结构、调度算法演变以及性能调优策略，旨在为开发者与系统管理员提供一份实用的技术指南。 ####
丰宝宝
61 4
liuliunaina
|
12天前
|
缓存 网络协议 Linux
深入探索Linux操作系统的内核优化策略####
本文旨在探讨Linux操作系统内核的优化方法，通过分析当前主流的几种内核优化技术，结合具体案例，阐述如何有效提升系统性能与稳定性。文章首先概述了Linux内核的基本结构，随后详细解析了内核优化的必要性及常用手段，包括编译优化、内核参数调整、内存管理优化等，最后通过实例展示了这些优化技巧在实际场景中的应用效果，为读者提供了一套实用的Linux内核优化指南。 ####
liuliunaina
38 1
叫个什么名字
|
17天前
|
算法 Linux 开发者
Linux内核中的锁机制：保障并发控制的艺术####
本文深入探讨了Linux操作系统内核中实现的多种锁机制，包括自旋锁、互斥锁、读写锁等，旨在揭示这些同步原语如何高效地解决资源竞争问题，保证系统的稳定性和性能。通过分析不同锁机制的工作原理及应用场景，本文为开发者提供了在高并发环境下进行有效并发控制的实用指南。 ####
叫个什么名字
41 5
萝卜带泥
|
25天前
|
缓存 资源调度 安全
深入探索Linux操作系统的心脏——内核配置与优化####
本文作为一篇技术性深度解析文章，旨在引领读者踏上一场揭秘Linux内核配置与优化的奇妙之旅。不同于传统的摘要概述，本文将以实战为导向，直接跳入核心内容，探讨如何通过精细调整内核参数来提升系统性能、增强安全性及实现资源高效利用。从基础概念到高级技巧，逐步揭示那些隐藏在命令行背后的强大功能，为系统管理员和高级用户打开一扇通往极致性能与定制化体验的大门。 --- ###
萝卜带泥
58 9
131王
|
24天前
|
缓存 负载均衡 Linux
深入理解Linux内核调度器
本文探讨了Linux操作系统核心组件之一——内核调度器的工作原理和设计哲学。不同于常规的技术文章，本摘要旨在提供一种全新的视角来审视Linux内核的调度机制，通过分析其对系统性能的影响以及在多核处理器环境下的表现，揭示调度器如何平衡公平性和效率。文章进一步讨论了完全公平调度器（CFS）的设计细节，包括它如何处理不同优先级的任务、如何进行负载均衡以及它是如何适应现代多核架构的挑战。此外，本文还简要概述了Linux调度器的未来发展方向，包括对实时任务支持的改进和对异构计算环境的适应性。
131王
39 6
131王
|
25天前
|
缓存 Linux 开发者
Linux内核中的并发控制机制：深入理解与应用####
【10月更文挑战第21天】 本文旨在为读者提供一个全面的指南，探讨Linux操作系统中用于实现多线程和进程间同步的关键技术——并发控制机制。通过剖析互斥锁、自旋锁、读写锁等核心概念及其在实际场景中的应用，本文将帮助开发者更好地理解和运用这些工具来构建高效且稳定的应用程序。 ####
131王
39 5
ShaFaChuang-36210
|
25天前
|
算法 Unix Linux
深入理解Linux内核调度器：原理与优化
本文探讨了Linux操作系统的心脏——内核调度器（Scheduler）的工作原理，以及如何通过参数调整和代码优化来提高系统性能。不同于常规摘要仅概述内容，本摘要旨在激发读者对Linux内核调度机制深层次运作的兴趣，并简要介绍文章将覆盖的关键话题，如调度算法、实时性增强及节能策略等。
ShaFaChuang-36210
44 5
游客5fdji2pvmf8888
|
26天前
|
存储 监控 安全
Linux内核调优的艺术：从基础到高级###
本文深入探讨了Linux操作系统的心脏——内核的调优方法。文章首先概述了Linux内核的基本结构与工作原理，随后详细阐述了内核调优的重要性及基本原则。通过具体的参数调整示例（如sysctl、/proc/sys目录中的设置），文章展示了如何根据实际应用场景优化系统性能，包括提升CPU利用率、内存管理效率以及I/O性能等关键方面。最后，介绍了一些高级工具和技术，如perf、eBPF和SystemTap，用于更深层次的性能分析和问题定位。本文旨在为系统管理员和高级用户提供实用的内核调优策略，以最大化Linux系统的效率和稳定性。 ###
游客5fdji2pvmf8888
40 6
游客762btuqu5wybw666
|
25天前
|
Java Linux Android开发
深入探索Android系统架构：从Linux内核到应用层
本文将带领读者深入了解Android操作系统的复杂架构，从其基于Linux的内核到丰富多彩的应用层。我们将探讨Android的各个关键组件，包括硬件抽象层（HAL）、运行时环境、以及核心库等，揭示它们如何协同工作以支持广泛的设备和应用。通过本文，您将对Android系统的工作原理有一个全面的认识，理解其如何平衡开放性与安全性，以及如何在多样化的设备上提供一致的用户体验。
游客762btuqu5wybw666
46 3
Echo_Wish
|
25天前
|
缓存 运维 网络协议
深入Linux内核架构：操作系统的核心奥秘
深入Linux内核架构：操作系统的核心奥秘
Echo_Wish
44 2

热门文章

最新文章

  • 1
    3种在Linux命令行查看图像的方法
  • 2
    【Linux】centOS7安装配置及Linux的常用命令---超详细
  • 3
    linux集群相关的
  • 4
    Linux系统下如何快速在最近的2个目录之间来回切换
  • 5
    linux制作rpm安装包
  • 6
    重装linux服务器后开不了机
  • 7
    linux生于网络，将网络作为计算机
  • 8
    linux下安装hadoop步骤
  • 9
    Linux 之归档与压缩
  • 10
    linux下用cronolog分割apache日志
  • 1
    如何计算 Linux 上文件中的空行数？
    74
  • 2
    服务器Linux系统配置mysql数据库主从自动备份
    212
  • 3
    Linux文件系统
    59
  • 4
    Linux内核基础知识
    74
  • 5
    Linux网络编程 网络基础知识
    68
  • 6
    Linux系统编程之文件编程常用API回顾和文件编程一般步骤
    77
  • 7
    linux静态库，动态库总结
    56
  • 8
    linux守护进程介绍 | Linux的热拔插UDEV机制
    76
  • 9
    基于linux串口实现语音刷抖音
    71
  • 10
    linux下实现串口功能
    55

    • 相关课程

    更多
  • Linux MySQL服务器搭建与应用
  • Linux用户和组管理
  • 计算机基础与Linux入门
  • Linux企业运维实战 - 入门及常用命令
  • Linux Shell 编程入门与实战
  • Linux网络进阶 - TCP/IP协议及OSI七层模型

    • 相关电子书

    更多
  • Alibaba Cloud Linux 3 发布
  • ECS系统指南之Linux系统诊断
  • ECS运维指南 之 Linux系统诊断

    • 相关实验场景

    更多
  • Linux指令入门-文件与权限
  • Linux系统的文本处理
  • Linux指令入门-系统管理
  • 使用计算巢企业应用，一键获取专属的Linux服务器管理软件
  • Alibaba Cloud Linux操作系统的安装及使用
  • Alibaba Cloud Linux操作系统Shell程序

    • 推荐镜像

    更多
  • mxlinux-iso
  • archlinuxarm
  • archlinuxcn
    • 下一篇
    阿里云无影云电脑免费试用，最长可试用3个月