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 1288
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
Linux源码分析
Linux函数
Linux内核函数
Linux内核启动
xumaojun
目录
相关文章
蓝易云
|
2月前
|
监控 Linux 开发者
理解Linux操作系统内核中物理设备驱动(phy driver)的功能。
综合来看，物理设备驱动在Linux系统中的作用是至关重要的，它通过与硬件设备的紧密配合，为上层应用提供稳定可靠的通信基础设施。开发一款优秀的物理设备驱动需要开发者具备深厚的硬件知识、熟练的编程技能以及对Linux内核架构的深入理解，以确保驱动程序能在不同的硬件平台和网络条件下都能提供最优的性能。
蓝易云
120 0
蓝易云
|
5月前
|
并行计算 Linux
Linux内核中的线程和进程实现详解
了解进程和线程如何工作，可以帮助我们更好地编写程序，充分利用多核CPU，实现并行计算，提高系统的响应速度和计算效能。记住，适当平衡进程和线程的使用，既要拥有独立空间的'兄弟'，也需要在'家庭'中分享和并行的成员。对于这个世界，现在，你应该有一个全新的认识。
蓝易云
236 67
hahaha无
|
3月前
|
存储 负载均衡 算法
Linux2.6内核进程调度队列
本篇文章是Linux进程系列中的最后一篇文章，本来是想放在上一篇文章的结尾的，但是想了想还是单独写一篇文章吧，虽然说这部分内容是比较难的，所有一般来说是简单的提及带过的，但是为了让大家对进程有更深的理解与认识，还是看了一些别人的文章，然后学习了学习，然后对此做了总结，尽可能详细的介绍明白。最后推荐一篇文章Linux的进程优先级 NI 和 PR - 简书。
hahaha无
101 0
蓝易云
|
5月前
|
存储 Linux
Linux内核中的current机制解析
总的来说，current机制是Linux内核中进程管理的基础，它通过获取当前进程的task_struct结构的地址，可以方便地获取和修改进程的信息。这个机制在内核中的使用非常广泛，对于理解Linux内核的工作原理有着重要的意义。
蓝易云
211 11
盹猫
|
2月前
|
监控 Linux 网络安全
Linux命令大全：从入门到精通
日常使用的linux命令整理
盹猫
619 13
蓝易云
|
3月前
|
Linux 网络安全 数据安全/隐私保护
使用Linux系统的mount命令挂载远程服务器的文件夹。
如此一来，你就完成了一次从你的Linux发车站到远程服务器文件夹的有趣旅行。在这个技术之旅中，你既探索了新地方，也学到了如何桥接不同系统之间的距离。
蓝易云
434 21
刘俊辉个人博客
|
3月前
|
JSON 自然语言处理 Linux
linux命令—tree
tree是一款强大的Linux命令行工具，用于以树状结构递归展示目录和文件，直观呈现层级关系。支持多种功能，如过滤、排序、权限显示及格式化输出等。安装方法因系统而异常用场景包括：基础用法（显示当前或指定目录结构）、核心参数应用（如层级控制-L、隐藏文件显示-a、完整路径输出-f）以及进阶操作（如磁盘空间分析--du、结合grep过滤内容、生成JSON格式列表-J等）。此外，还可生成网站目录结构图并导出为HTML文件。注意事项：使用Tab键补全路径避免错误；超大目录建议限制遍历层数；脚本中推荐禁用统计信息以优化性能。更多详情可查阅手册mantree。
刘俊辉个人博客
164 7
linux命令—tree
蓝易云
|
3月前
|
监控 Linux
Linux系统中使用df命令详解磁盘使用情况。
`df`命令是Linux系统管理员和用户监控和管理磁盘空间使用的重要工具。掌握它的基本使用方法和选项可以帮助在必要时分析和解决空间相关问题。简洁但功能丰富，`df`命令确保了用户可以快速有效地识别和管理文件系统的空间使用情况。
蓝易云
215 13
游客vwx7bav3mqbk6
|
1月前
|
监控 Linux Shell
linux命令
常用 Linux 命令汇总
游客vwx7bav3mqbk6
90 0
刘俊辉个人博客
|
3月前
|
Unix Linux
linux命令—cd
`cd` 命令是 Linux/Unix 系统中用于切换工作目录的基础命令。支持相对路径与绝对路径，常用选项如 `-L` 和 `-P` 分别处理符号链接的逻辑与物理路径。实际操作中，可通过 `cd ..` 返回上级目录、`cd ~` 回到家目录，或利用 `cd -` 在最近两个目录间快速切换。结合 Tab 补全和 `pwd` 查看当前路径，能显著提升效率。此外，需注意特殊字符路径的正确引用及脚本中绝对路径的优先使用。
刘俊辉个人博客
120 23

热门文章

最新文章

  • 1
    VirtualBox 7.2.0 (macOS, Linux, Windows) - 开源跨平台虚拟化软件
  • 2
    阿里云服务器ECS安装宝塔Linux面板、安装网站（新手图文教程）
  • 3
    Linux系统清理缓存（buff/cache）的有效方法。
  • 4
    为Linux系统的普通账户授予sudo访问权限的过程
  • 5
    Tenable Nessus 10.9.3 (macOS, Linux, Windows) - 漏洞评估解决方案
  • 6
    Studio 3T 2025.14 (macOS, Linux, Windows) - MongoDB 的终极 GUI、IDE 和 客户端
  • 7
    CrossOver 25.1.0 for macOS & Linux - 领先的 Wine 解决方案
  • 8
    SonarQube Server 2025 Release 4.2 (macOS, Linux, Windows) - 代码质量、安全与静态分析工具
  • 9
    Linux环境下删除大文件后磁盘空间未释放问题诊断流程。
  • 10
    Nexpose 8.18.0 for Linux & Windows - 漏洞扫描
  • 1
    Windows就是Linux：WSL带来全新Linux开发体验
    923
  • 2
    【Linux系统】使用g = GloveEmbedding()报错BadZipFile: File is not a zip file
    136
  • 3
    7zip压缩工具的Linux命令
    574
  • 4
    Linux系统的优势
    380
  • 5
    [linux]常见内核TCP参数描述与配置
    332
  • 6
    linux测试ipv6
    399
  • 7
    [linux]frp内网穿透
    216
  • 8
    [linux]搭建nfs
    73
  • 9
    linux设置信号量系统参数
    167
  • 10
    理解linux的CPU上下文切换
    160

    • 相关课程

    更多
  • Linux高级网络应用 - 网络管理与配置实战
  • Linux服务器运维基本操作
  • Linux基本命令
  • 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

    • 推荐镜像

    更多
  • mxlinux-iso
  • archlinuxarm
  • archlinuxcn
    • 下一篇
    蛋白质语言模型 ProGen：在实验室合成由 AI 预测的蛋白质