Android arm linux kernel启动流程

转载自/article/2836691.html

虽然这里的Arm Linux kernel前面加上了Android，但实际上还是和普遍Arm linux kernel启动的过程一样的，这里只是结合一下Android的Makefile，讲一下bootimage生成的一个过程。这篇文档主要描述bootimage的构造，以及kernel真正执行前的解压过程。

在了解这些之前我们首先需要了解几个名词，这些名词定义在/Documentation/arm/Porting里面，这里首先提到其中的几个，其余几个会在后面kernel的执行过程中讲述：

1）ZTEXTADDR boot.img运行时候zImage的起始地址，即kernel解压代码的地址。这里没有虚拟地址的概念，因为没有开启MMU，所以这个地址是物理内存的地址。解压代码不一定需要载入RAM才能运行，在FLASH或者其他可寻址的媒体上都可以运行。

2）ZBSSADDR 解压代码的BSS段的地址，这里也是物理地址。

3）ZRELADDR 这个是kernel解压以后存放的内存物理地址，解压代码执行完成以后会跳到这个地址执行kernel的启动，这个地址和后面kernel运行时候的虚拟地址满足：__virt_to_phys(TEXTADDR) = ZRELADDR。

4）INITRD_PHYS Initial Ram Disk存放在内存中的物理地址，这里就是我们的ramdisk.img。

5）INITRD_VIRT Initial Ram Disk运行时候虚拟地址。

6）PARAMS_PHYS 内核启动的初始化参数在内存上的物理地址。

下面我们首先来看看boot.img的构造，了解其中的内容对我们了解kernel的启动过程是很有帮助的。首先来看看Makefile是如何产生我们的boot.img的：

out/host/linux-x86/bin/mkbootimg-msm7627_ffa --kernel out/target/product/msm7627_ffa/kernel --ramdisk out/target/product/msm7627_ffa/ramdisk.img --cmdline "mem=203M console=ttyMSM2,115200n8 androidboot.hardware=qcom" --output out/target/product/msm7627_ffa/boot.img

根据上面的命令我们可以首先看看mkbootimg-msm7627ffa这个工具的源文件：system/core/mkbootimg.c。看完之后我们就能很清晰地看到boot.img的内部构造，它是由boot header /kernel /ramdisk /second stage构成的，其中前3项是必须的，最后一项是可选的。

[c-sharp]
view plaincopyprint?

/*
** +-----------------+
** | boot header | 1 page
** +-----------------+
** | kernel | n pages
** +-----------------+
** | ramdisk | m pages
** +-----------------+
** | second stage | o pages
** +-----------------+
**
** n = (kernel_size + page_size - 1) / page_size
** m = (ramdisk_size + page_size - 1) / page_size
** o = (second_size + page_size - 1) / page_size
**
** 0. all entities are page_size aligned in flash
** 1. kernel and ramdisk are required (size != 0)
** 2. second is optional (second_size == 0 -> no second)
** 3. load each element (kernel, ramdisk, second) at
** the specified physical address (kernel_addr, etc)
** 4. prepare tags at tag_addr. kernel_args[] is
** appended to the kernel commandline in the tags.
** 5. r0 = 0, r1 = MACHINE_TYPE, r2 = tags_addr
** 6. if second_size != 0: jump to second_addr
** else: jump to kernel_addr
*/

[c-sharp]
view plaincopyprint?

#define PHYSICAL_DRAM_BASE   0x00200000

#define KERNEL_ADDR          (PHYSICAL_DRAM_BASE + 0x00008000)

#define RAMDISK_ADDR         (PHYSICAL_DRAM_BASE + 0x01000000)

#define TAGS_ADDR            (PHYSICAL_DRAM_BASE + 0x00000100)

#define NEWTAGS_ADDR         (PHYSICAL_DRAM_BASE + 0x00004000)

#define PHYSICAL_DRAM_BASE   0x00200000
#define KERNEL_ADDR          (PHYSICAL_DRAM_BASE + 0x00008000)
#define RAMDISK_ADDR         (PHYSICAL_DRAM_BASE + 0x01000000)
#define TAGS_ADDR            (PHYSICAL_DRAM_BASE + 0x00000100)
#define NEWTAGS_ADDR         (PHYSICAL_DRAM_BASE + 0x00004000)

上面这些值分别和我们开篇时候提到的那几个名词相对应，比如kernel_addr就是ZTEXTADDR，RAMDISK_ADDR就是INITRD_PHYS,而TAGS_ADDR就是PARAMS_PHYS。bootloader会从boot.img的分区中将kernel和ramdisk分别读入RAM上面定义的地址中，然后就会跳到ZTEXTADDR开始执行。

基本了解boot.img的内容之后我们来分别看看里面的ramdisk.img和kernel又是如何产生的，以及其包含的内容。从简单的说起，我们先看看ramdisk.img，这里首先要强调一下这个ramdisk.img在arm linux中的作用。它在kernel启动过程中充当着第一阶段的文件系统，是一个CPIO格式打成的包。通俗上来讲他就是我们将生成的root目录，用CPIO方式进行了打包，然后在kernel启动过程中会被mount作为文件系统，当kernel启动完成以后会执行init，然后将system.img再mount进来作为Android的文件系统。在这里稍微解释下这个mount的概念，所谓mount实际上就是告诉linux虚拟文件系统它的根目录在哪，就是说我这个虚拟文件系统需要操作的那块区域在哪，比如说ramdisk实际上是我们在内存中的一块区域，把它作为文件系统的意思实际上就是告诉虚拟文件系统你的根目录就在我这里，我的起始地址赋给你，你以后就能对我进行操作了。实际上我们也可以使用rom上的一块区域作为根文件系统，但是rom相对ram慢，所以这里使用ramdisk。然后我们在把system.img
mount到ramdisk的system目录，实际上就是将system.img的地址给了虚拟文件系统，然后虚拟文件系统访问system目录的时候会重新定位到对system.img的访问。我们可以看看makefile是如何生成它的：

out/host/linux-x86/bin/mkbootfs out/target/product/msm7627_ffa/root | out/host/linux-x86/bin/minigzip > out/target/product/msm7627_ffa/ramdisk.img

下面我们来看看kernel产生的过程，老方法，从Makefile开始/arch/arm/boot/Makefile ～

[c-sharp]
view plaincopyprint?

$(obj)/Image: vmlinux FORCE
$(call if_changed,objcopy)
@echo ' Kernel: $@ is ready'
$(obj)/compressed/vmlinux: $(obj)/Image FORCE
$(Q)$(MAKE) $(build)=$(obj)/compressed $@
$(obj)/zImage: $(obj)/compressed/vmlinux FORCE
$(call if_changed,objcopy)
@echo ' Kernel: $@ is ready'

[c-sharp]
view plaincopyprint?

$(obj)/vmlinux: $(obj)/vmlinux.lds $(obj)/$(HEAD) $(obj)/piggy.o /
$(addprefix $(obj)/, $(OBJS)) FORCE
$(call if_changed,ld)
@:
$(obj)/piggy.gz: $(obj)/../Image FORCE
$(call if_changed,gzip)
$(obj)/piggy.o:  $(obj)/piggy.gz FORCE

$(obj)/vmlinux: $(obj)/vmlinux.lds $(obj)/$(HEAD) $(obj)/piggy.o /
$(addprefix $(obj)/, $(OBJS)) FORCE
$(call if_changed,ld)
@:
$(obj)/piggy.gz: $(obj)/../Image FORCE
$(call if_changed,gzip)
$(obj)/piggy.o:  $(obj)/piggy.gz FORCE

从这里我们就可以看出来实际上这个vmlinux就是将Image压缩以后根据vmlinux.lds与解压代码head.o和misc.o链接以后生成的一个elf，而且用readelf或者objdump可以很明显地看到解压代码是PIC的，所有的虚拟地址都是相对的，没有绝对地址。这里的vmlinx.lds可以对照着后面的head.s稍微看一下～得到压缩以后的vmlinx以后再将这个vmlinx经过objcopy以后就得到我们的zImage了，然后拷贝到out目录下就是我们的kernel了～～

在这里要强调几个地址，这些地址定义在arch/arm/mach-msm/makefile.boot里面，被arch/arm/boot/Makefile调用，其中zreladdr-y就是我们的kernel被解压以后要释放的地址了，解压代码跑完以后就会跳到这个地址来执行kernel的启动。不过这里还有其他两个PHYS，跟前面定义在boardconfig.h里面的值重复了，不知道这两个值在这里定义跟前面的值是一种什么关系？？？

好啦，讲到这里我们基本就知道boot.img的构成了，下面我们就从解压的代码开始看看arm linux kernel启动的一个过程，这个解压的source就是/arch/arm/boot/compressed/head.S。要看懂这个汇编需要了解GNU ASM以及ARM汇编指令，ARM指令就不说了，ARM RVCT里面的文档有得下，至于GNU ASM，不需要消息了解的话主要是看一下一些伪指令的含义（http://sources.redhat.com/binutils/docs-2.12/as.info/Pseudo-Ops.html#Pseudo%20Ops）

那么我们现在就开始分析这个解压的过程：

1）bootloader会传递2个参数过来，分别是r1=architecture ID, r2=atags pointer。head.S从哪部分开始执行呢，这个我们可以看看vmlinx.lds：

[c-sharp]
view plaincopyprint?

ENTRY(_start)
SECTIONS
{
. = 0;
_text = .;
.text : {
_start = .;
*(.start)
*(.text)
*(.text.*)
*(.fixup)
*(.gnu.warning)
*(.rodata)
*(.rodata.*)
*(.glue_7)
*(.glue_7t)
*(.piggydata)
. = ALIGN(4);
}

[c-sharp]
view plaincopyprint?

1:      mov r7, r1          @ save architecture ID
mov r8, r2          @ save atags pointer
#ifndef __ARM_ARCH_2__
/*
* Booting from Angel - need to enter SVC mode and disable
* FIQs/IRQs (numeric definitions from angel arm.h source).
* We only do this if we were in user mode on entry.
*/
mrs r2, cpsr        @ get current mode
tst r2, #3          @ not user?
bne not_angel       @ 如果不是
mov r0, #0x17       @ angel_SWIreason_EnterSVC
swi 0x123456        @ angel_SWI_ARM
not_angel:
mrs r2, cpsr        @ turn off interrupts to
orr r2, r2, #0xc0       @ prevent angel from running
msr cpsr_c, r2

1:      mov r7, r1          @ save architecture ID
mov r8, r2          @ save atags pointer
#ifndef __ARM_ARCH_2__
/*
* Booting from Angel - need to enter SVC mode and disable
* FIQs/IRQs (numeric definitions from angel arm.h source).
* We only do this if we were in user mode on entry.
*/
mrs r2, cpsr        @ get current mode
tst r2, #3          @ not user?
bne not_angel       @ 如果不是
mov r0, #0x17       @ angel_SWIreason_EnterSVC
swi 0x123456        @ angel_SWI_ARM
not_angel:
mrs r2, cpsr        @ turn off interrupts to
orr r2, r2, #0xc0       @ prevent angel from running
msr cpsr_c, r2

上面首先保存r1和r2的值，然后进入超级用户模式，并关闭中断。

[c-sharp]
view plaincopyprint?

.text
adr r0, LC0
ldmia r0, {r1, r2, r3, r4, r5, r6, ip, sp}
subs r0, r0, r1 @ calculate the delta offset
@ if delta is zero, we are
beq not_relocated @ running at the address we
@ were linked at.

[c-sharp]
view plaincopyprint?

add r5, r5, r0
add r6, r6, r0
add ip, ip, r0

add r5, r5, r0
add r6, r6, r0
add ip, ip, r0

然后就是重定位了，即都加上一个偏移，经过重定位以后就都是绝对地址了。

[c-sharp]
view plaincopyprint?

not_relocated: mov r0, #0
1: str r0, [r2], #4 @ clear bss
str r0, [r2], #4
str r0, [r2], #4
str r0, [r2], #4
cmp r2, r3
blo 1b
/*
* The C runtime environment should now be setup
* sufficiently. Turn the cache on, set up some
* pointers, and start decompressing.
*/
bl cache_on

[c-sharp]
view plaincopyprint?

mov r1, sp          @ malloc space above stack
add r2, sp, #0x10000    @ 64k max

mov r1, sp          @ malloc space above stack
add r2, sp, #0x10000    @ 64k max

解压的过程首先是在堆栈之上申请一个空间

[c-sharp]
view plaincopyprint?

/*
* Check to see if we will overwrite ourselves.
* r4 = final kernel address
* r5 = start of this image
* r2 = end of malloc space (and therefore this image)
* We basically want:
* r4 >= r2 -> OK
* r4 + image length <= r5 -> OK
*/
cmp r4, r2
bhs wont_overwrite
sub r3, sp, r5 @ > compressed kernel size
add r0, r4, r3, lsl #2 @ allow for 4x expansion
cmp r0, r5
bls wont_overwrite
mov r5, r2 @ decompress after malloc space
mov r0, r5
mov r3, r7
bl decompress_kernel
add r0, r0, #127 + 128 @ alignment + stack
bic r0, r0, #127 @ align the kernel length

[c-sharp]
view plaincopyprint?

* r0     = decompressed kernel length
* r1-r3  = unused
* r4     = kernel execution address
* r5     = decompressed kernel start
* r6     = processor ID
* r7     = architecture ID
* r8     = atags pointer
* r9-r14 = corrupted
*/
add r1, r5, r0      @ end of decompressed kernel
adr r2, reloc_start
ldr r3, LC1
add r3, r2, r3
:      ldmia   r2!, {r9 - r14}     @ copy relocation code
stmia   r1!, {r9 - r14}
ldmia   r2!, {r9 - r14}
stmia   r1!, {r9 - r14}
cmp r2, r3
blo 1b
add sp, r1, #128        @ relocate the stack
bl  cache_clean_flush
add pc, r5, r0      @ call relocation code

* r0     = decompressed kernel length
* r1-r3  = unused
* r4     = kernel execution address
* r5     = decompressed kernel start
* r6     = processor ID
* r7     = architecture ID
* r8     = atags pointer
* r9-r14 = corrupted
*/
add r1, r5, r0      @ end of decompressed kernel
adr r2, reloc_start
ldr r3, LC1
add r3, r2, r3
1:      ldmia   r2!, {r9 - r14}     @ copy relocation code
stmia   r1!, {r9 - r14}
ldmia   r2!, {r9 - r14}
stmia   r1!, {r9 - r14}
cmp r2, r3
blo 1b
add sp, r1, #128        @ relocate the stack
bl  cache_clean_flush
add pc, r5, r0      @ call relocation code

因为没有将kernel解压在要求的地址，所以必须重定向，说穿了就是要将解压的kernel拷贝到正确的地址，因为正确的地址与zImage的地址是重合的，而要拷贝我们又要执行zImage的重定位代码，所以这里首先将重定位代码reloc_start拷贝到vmlinx上面，然后再将vmlinx拷贝到正确的地址并覆盖掉zImage。这里首先计算出解压后的vmlinux的高地址放在r1里面，r2存放着重定位代码的首地址，r3存放着重定位代码的size，这样通过拷贝就将reloc_start移动到vmlinx后面去了，然后跳转到重定位代码开始执行。

[c-sharp]
view plaincopyprint?

/*
* All code following this line is relocatable. It is relocated by
* the above code to the end of the decompressed kernel image and
* executed there. During this time, we have no stacks.
*
* r0 = decompressed kernel length
* r1-r3 = unused
* r4 = kernel execution address
* r5 = decompressed kernel start
* r6 = processor ID
* r7 = architecture ID
* r8 = atags pointer
* r9-r14 = corrupted
*/
.align 5
reloc_start: add r9, r5, r0
sub r9, r9, #128 @ do not copy the stack
debug_reloc_start
mov r1, r4
1:
.rept 4
ldmia r5!, {r0, r2, r3, r10 - r14} @ relocate kernel
stmia r1!, {r0, r2, r3, r10 - r14}
.endr
cmp r5, r9
blo 1b
add sp, r1, #128 @ relocate the stack
debug_reloc_end
call_kernel: bl cache_clean_flush
bl cache_off
mov r0, #0 @ must be zero
mov r1, r7 @ restore architecture number
mov r2, r8 @ restore atags pointer
mov pc, r4 @ call kernel

[c-sharp]
view plaincopyprint?

OUTPUT_ARCH(arm)
ENTRY(stext)
jiffies = jiffies_64;
SECTIONS
{
. = 0x80000000 + 0x00008000;
.text.head : {
_stext = .;
_sinittext = .;
*(.text.h

OUTPUT_ARCH(arm)
ENTRY(stext)
jiffies = jiffies_64;
SECTIONS
{
. = 0x80000000 + 0x00008000;
.text.head : {
_stext = .;
_sinittext = .;
*(.text.h

很明显我们的vmlinx最开头的section是.text.head，这里我们不能看ENTRY的内容，以为这时候我们没有操作系统，根本不知道如何来解析这里的入口地址，我们只能来分析他的section(不过一般来说这里的ENTRY和我们从seciton分析的结果是一样的)，这里的.text.head section我们很容易就能在arch/arm/kernel/head.S里面找到，而且它里面的第一个符号就是我们的stext：[c-sharp] view plaincopyprint?.section ".text.head", "ax"
Y(stext)
msr cpsr_c, #PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE @ ensure svc mode
@ and irqs disabled
mrc p15, 0, r9, c0, c0 @ get processor id
bl __lookup_processor_type @ r5=procinfo r9=cpuid

[c-sharp]
view plaincopyprint?

#ifndef ENTRY
#define ENTRY(name) /
.globl name; /
ALIGN; /
name:
#endif
#ifndef WEAK
#define WEAK(name)     /
.weak name;    /
name:
#endif
#ifndef END
#define END(name) /
.size name, .-name
#endif
/* If symbol 'name' is treated as a subroutine (gets called, and returns)
* then please use ENDPROC to mark 'name' as STT_FUNC for the benefit of
* static analysis tools such as stack depth analyzer.
*/
#ifndef ENDPROC
#define ENDPROC(name) /
.type name, @function; /
END(name)
#endif

#ifndef ENTRY
#define ENTRY(name) /
.globl name; /
ALIGN; /
name:
#endif
#ifndef WEAK
#define WEAK(name)     /
.weak name;    /
name:
#endif
#ifndef END
#define END(name) /
.size name, .-name
#endif
/* If symbol 'name' is treated as a subroutine (gets called, and returns)
* then please use ENDPROC to mark 'name' as STT_FUNC for the benefit of
* static analysis tools such as stack depth analyzer.
*/
#ifndef ENDPROC
#define ENDPROC(name) /
.type name, @function; /
END(name)
#endif

找到了vmlinux的起始代码我们就来进行分析了，先总体概括一下这部分代码所完成的功能，head.S会首先检查proc和arch以及atag的有效性，然后会建立初始化页表，并进行CPU必要的处理以后打开MMU，并跳转到start_kernel这个symbol开始执行后面的C代码。这里有很多变量都是我们进行kernel移植时需要特别注意的，下面会一一讲到。

在这里我们首先看看这段汇编开始跑的时候的寄存器信息，这里的寄存器内容实际上是同bootloader跳转到解压代码是一样的，就是r1=arch r2=atag addr。下面我们就具体来看看这个head.S跑的过程：[c-sharp] view plaincopyprint?msr cpsr_c, #PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE @ ensure svc mode
@ and irqs disabled
mrc p15, 0, r9, c0, c0 @ get processor id

[c-sharp]
view plaincopyprint?

然后跳转到__lookup_processor_type，这个函数定义在head-common.S里面，这里的bl指令会保存当前的pc在lr里面，最后__lookup_processor_type会从这个函数返回，我们具体看看这个函数：
[c-sharp] view plaincopyprint?__lookup_processor_type:
adr r3, 3f
ldmda r3, {r5 - r7}
sub r3, r3, r7 @ get offset between virt&phys
add r5, r5, r3 @ convert virt addresses to
add r6, r6, r3 @ physical address space
1: ldmia r5, {r3, r4} @ value, mask
and r4, r4, r9 @ mask wanted bits
teq r3, r4
beq 2f
add r5, r5, #PROC_INFO_SZ @ sizeof(proc_info_list)
cmp r5, r6
blo 1b
mov r5, #0 @ unknown processor
2: mov pc, lr
ENDPROC(__lookup_processor_type)

[c-sharp]
view plaincopyprint?.section ".proc.info.init", #alloc, #execinstr
/*
* Match any ARMv6 processor core.
*/
.type   __v6_proc_info, #object
_proc_info:
.long   0x0007b000
.long   0x0007f000
.long   PMD_TYPE_SECT | /
PMD_SECT_BUFFERABLE | /
PMD_SECT_CACHEABLE | /
PMD_SECT_AP_WRITE | /
PMD_SECT_AP_READ
.long   PMD_TYPE_SECT | /
PMD_SECT_XN | /
PMD_SECT_AP_WRITE | /
PMD_SECT_AP_READ
b   __v6_setup
.long   cpu_arch_name
.long   cpu_elf_name
.long   HWCAP_SWP|HWCAP_HALF|HWCAP_THUMB|HWCAP_FAST_MULT|HWCAP_EDSP|HWCAP_JAVA
.long   cpu_v6_name
.long   v6_processor_functions
.long   v6wbi_tlb_fns
.long   v6_user_fns
.long   v6_cache_fns
.size   __v6_proc_info, . - __v6_proc_info

.section ".proc.info.init", #alloc, #execinstr
/*
* Match any ARMv6 processor core.
*/
.type   __v6_proc_info, #object
__v6_proc_info:
.long   0x0007b000
.long   0x0007f000
.long   PMD_TYPE_SECT | /
PMD_SECT_BUFFERABLE | /
PMD_SECT_CACHEABLE | /
PMD_SECT_AP_WRITE | /
PMD_SECT_AP_READ
.long   PMD_TYPE_SECT | /
PMD_SECT_XN | /
PMD_SECT_AP_WRITE | /
PMD_SECT_AP_READ
b   __v6_setup
.long   cpu_arch_name
.long   cpu_elf_name
.long   HWCAP_SWP|HWCAP_HALF|HWCAP_THUMB|HWCAP_FAST_MULT|HWCAP_EDSP|HWCAP_JAVA
.long   cpu_v6_name
.long   v6_processor_functions
.long   v6wbi_tlb_fns
.long   v6_user_fns
.long   v6_cache_fns
.size   __v6_proc_info, . - __v6_proc_info

对着.h我们就知道各个成员变量的含义了，他这里lookup的过程实际上是先求出这个proc_info_list的实际物理地址，并将其内容读出，然后将其中的mask也就是我们这里的0x007f000与寄存器与之后与0x007b00进行比较，如果一样的话呢就校验成功了，如果不一样呢就会读下一个proc_info的信息，因为proc一般都是只有一个的，所以这里一般不会循环，如果检测正确寄存器就会将正确的proc_info_list的物理地址赋给寄存器，如果检测不到就会将寄存器值赋0，然后通过LR返回。[c-sharp] view plaincopyprint?bl __lookup_machine_type @ r5=machinfo
movs r8, r5 @ invalid machine (r5=0)?
beq __error_a @ yes, error 'a'

[c-sharp]
view plaincopyprint?__lookup_machine_type:
adr r3, 3b
ldmia   r3, {r4, r5, r6}
sub r3, r3, r4          @ get offset between virt&phys
add r5, r5, r3          @ convert virt addresses to
add r6, r6, r3          @ physical address space
1:  ldr r3, [r5, #MACHINFO_TYPE]    @ get machine type
teq r3, r1              @ matches loader number?
beq 2f              @ found
add r5, r5, #SIZEOF_MACHINE_DESC    @ next machine_desc
cmp r5, r6
blo 1b
mov r5, #0              @ unknown machine
2:  mov pc, lr
ENDPROC(__lookup_machine_type)

__lookup_machine_type:
adr r3, 3b
ldmia   r3, {r4, r5, r6}
sub r3, r3, r4          @ get offset between virt&phys
add r5, r5, r3          @ convert virt addresses to
add r6, r6, r3          @ physical address space
1:  ldr r3, [r5, #MACHINFO_TYPE]    @ get machine type
teq r3, r1              @ matches loader number?
beq 2f              @ found
add r5, r5, #SIZEOF_MACHINE_DESC    @ next machine_desc
cmp r5, r6
blo 1b
mov r5, #0              @ unknown machine
2:  mov pc, lr
ENDPROC(__lookup_machine_type)

这里的过程基本上是同proc的检查是一样的，这里主要检查芯片的类型，比如我们现在的芯片是MSM7X27FFA，这也是一个结构体，它的头文件在arch/arm/include/asm/arch/arch.h里面(machine_desc)，它具体的实现根据你对芯片类型的选择而不同，这里我们使用的是高通的7x27,具体实现在arch/arm/mach-msm/board-msm7x27.c里面，这些结构体最后都会注册到_arch_info_begin和_arch_info_end段里面，具体的大家可以看看vmlinux.lds或者system.map，这里的lookup会根据bootloader传过来的nr来在__arch_info里面的相匹配的类型，没有的话就寻找下一个machin_desk结构体，直到找到相应的结构体，并会将结构体的地址赋值给寄存器，如果没有的话就会赋值为0的。一般来说这里的machine_type会有好几个，因为不同的芯片类型可能使用的都是同一个cpu架构。

对processor和machine的检查完以后就会检查atags parameter的有效性，关于这个atag具体的定义我们可以在./include/asm/setup.h里面看到，它实际是一个结构体和一个联合体构成的结合体，里面的size都是以字来计算的。这里的atags param是bootloader创建的，里面包含了ramdisk以及其他memory分配的一些信息，存储在boot.img头部结构体定义的地址中，具体的大家可以看咱以后对bootloader的分析～[c-sharp] view plaincopyprint?__vet_atags:
tst r2, #0x3 @ aligned?
bne 1f
ldr r5, [r2, #0] @ is first tag ATAG_CORE?
cmp r5, #ATAG_CORE_SIZE
cmpne r5, #ATAG_CORE_SIZE_EMPTY
bne 1f
ldr r5, [r2, #4]
ldr r6, =ATAG_CORE
cmp r5, r6
bne 1f
mov pc, lr @ atag pointer is ok
1: mov r2, #0
mov pc, lr
ENDPROC(__vet_atags)

[c-sharp]
view plaincopyprint?ldr r13, __switch_data      @ address to jump to after
@ mmu has been enabled
adr lr, __enable_mmu        @ return (PIC) address
add pc, r10, #PROCINFO_INITFUNC

ldr r13, __switch_data      @ address to jump to after
@ mmu has been enabled
adr lr, __enable_mmu        @ return (PIC) address
add pc, r10, #PROCINFO_INITFUNC

这个__cpu_flush在这里就是我们proc-v6.S里面的__v6_setup函数了，具体它的实现我就不分析了，都是对arm控制寄存器的操作，这里转一下它对这部分操作的注释，看完之后就基本知道它完成的功能了。

/*

* __v6_setup

*

* Initialise TLB, Caches, and MMU state ready to switch the MMU

* on. Return in r0 the new CP15 C1 control register setting.

*

* We automatically detect if we have a Harvard cache, and use the

* Harvard cache control instructions insead of the unified cache

* control instructions.

*

* This should be able to cover all ARMv6 cores.

*

* It is assumed that:

* - cache type register is implemented

*/

完成这部分关于CPU的操作以后，下面就是打开MMU了，这部分内容也没什么好说的，也是对arm控制寄存器的操作，打开MMU以后我们就可以使用虚拟地址了，而不需要我们自己来进行地址的重定位，ARM硬件会完成这部分的工作。打开MMU以后，会将SP的值赋给PC，这样代码就会跳到__switch_data来运行，这个__switch_data是一个定义在head-common.S里面的结构体，我们实际上是跳到它地一个函数指针__mmap_switched处执行的。

这个switch的执行过程我们只是简单看一下，前面的copy data_loc段以及清空.bss段就不用说了，它后面会将proc的信息和machine的信息保存在__switch_data这个结构体里面，而这个结构体将来会在start_kernel的setup_arch里面被使用到。这个在后面的对start_kernel的详细分析中会讲到。另外这个switch还涉及到控制寄存器的一些操作，这里我不没仔细研究spec，不懂也就不说了～

好啦，switch操作完成以后就会b start_kernel了～ 这样就进入了c代码的运行了，下一篇文章仔细研究这个start_kernel的函数～～

Ref:
http://linux.chinaunix.net/bbs/thread-1021226-1-1.html http://blog.csdn.net/yhmhappy2006/archive/2008/08/06/2775239.aspx http://blog.csdn.net/sustzombie/archive/2010/06/12/5667607.aspx