linux内核启动解压过程分析

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文件arch/arm/boot/compressed/head.S是linux内核启动过程执行的第一个文件。
 119                 .align
 120                 .arm                            @ Always enter in ARM state
 121 start:
 122                 .type   start,#function  ＠type指定start这个符号是函数类型
 123                 .rept   7         ＠重复7次 mov r0, r0，
 124                 mov     r0, r0    ＠空操作，让前面所取指令得以执行。
 125                 .endr
 126    ARM(         mov     r0, r0          ) ＠空操作，让前面所取指令得以执行。
 127    ARM(         b       1f              )   ＠跳转
 128  THUMB(         adr     r12, BSYM(1f)   )
 129  THUMB(         bx      r12             )
 130
/*
魔数0x016f2818是在bootloader中用于判断zImage的存在，
而zImage的判别的magic number为0x016f2818，这个也是内核和bootloader约定好的。
*/
 131                 .word   0x016f2818              @ Magic numbers to help the loader
 132                 .word   start                   @ absolute load/run zImage address
 133                 .word   _edata                  @ zImage end address
 134  THUMB(         .thumb                  )
r1和r2中分别存放着由bootloader传递过来的architecture ID和指向标记列表的指针。
 135 1:              mov     r7, r1                  @ save architecture ID
 136                 mov     r8, r2                  @ save atags pointer
/*
这也标志着u-boot将系统完全的交给了OS，bootloader生命终止。之后会读取
cpsr并判断是否处理器处于supervisor模式——从u-boot进入kernel，系统已经处于SVC32模式；
而利用angel进入则处于user模式，还需要额外两条指令。之后是再次确认中断关闭，并完成cpsr写入
*/
 137
 138 #ifndef __ARM_ARCH_2__
 139                 /*
 140                  * Booting from Angel - need to enter SVC mode and disable
 141                  * FIQs/IRQs (numeric definitions from angel arm.h source).
 142                  * We only do this if we were in user mode on entry.
 143                  */
 144                 mrs     r2, cpsr                @ get current mode
 145                 tst     r2, #3                  @ not user?
 146                 bne     not_angel
 147                 mov     r0, #0x17               @ angel_SWIreason_EnterSVC 0x17是angel_SWIreason_EnterSVC半主机操作
 148  ARM(           swi     0x123456        )       @ angel_SWI_ARM 0x123456是arm指令集的半主机操作编号
 149  THUMB(         svc     0xab            )       @ angel_SWI_THUMB
 150 not_angel:
 151                 mrs     r2, cpsr                @ turn off interrupts to
 152                 orr     r2, r2, #0xc0           @ prevent angel from running
 153                 msr     cpsr_c, r2  ＠这里将cpsr中I、F位分别置“1”，关闭IRQ和FIQ
 154 #else
 155                 teqp    pc, #0x0c000003         @ turn off interrupts
 156 #endif
/*LC0表是链接文件arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds
（这个lds文件是由arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds.in生成的）的各段入口。
 10 OUTPUT_ARCH(arm)
 11 ENTRY(_start)
 12 SECTIONS
 13 {
 14   /DISCARD/ : {
 15     *(.ARM.exidx*)
 16     *(.ARM.extab*)
 17     /*
 18      * Discard any r/w data - this produces a link error if we have any,
 19      * which is required for PIC decompression.  Local data generates
 20      * GOTOFF relocations, which prevents it being relocated independently
 21      * of the text/got segments.
 22      */
 23     *(.data)
 24   }
 25
 26   . = 0;
 27   _text = .;
 28
 29   .text : {
 30     _start = .;
 31     *(.start)
 32     *(.text)
 33     *(.text.*)
 34     *(.fixup)
 35     *(.gnu.warning)
 36     *(.rodata)
 37     *(.rodata.*)
 38     *(.glue_7)
 39     *(.glue_7t)
 40     *(.piggydata)
 41     . = ALIGN(4);
 42   }
 43
 44   _etext = .;
 45
 46   _got_start = .;
 47   .got                  : { *(.got) }
 48   _got_end = .;
 49   .got.plt              : { *(.got.plt) }
 50   _edata = .;
 51
 52   . = ALIGN(8);
 53   __bss_start = .;
54   .bss                  : { *(.bss) }
 55   _end = .;
 56
 57   . = ALIGN(8);         /* the stack must be 64-bit aligned */
 58   .stack                : { *(.stack) }
 59
 60   .stab 0               : { *(.stab) }
 61   .stabstr 0            : { *(.stabstr) }
 62   .stab.excl 0          : { *(.stab.excl) }
 63   .stab.exclstr 0       : { *(.stab.exclstr) }
 64   .stab.index 0         : { *(.stab.index) }
 65   .stab.indexstr 0      : { *(.stab.indexstr) }
 66   .comment 0            : { *(.comment) }
 67 }
 68
展开如下表：
假定zImage在内存中的初始地址为0x30008000(这个地址由bootloader决定，位置不固定)1、初始状态

链接文件arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds中的连接地址都是位置无关的，即都是以0地址为偏移的。
而此时内核已被bootloader搬移到了SDRAM中。链接地址应该加上这个偏移。
 */
.........前面是注释
 168                 .text
 169
 170 #ifdef CONFIG_AUTO_ZRELADDR
 171                 @ determine final kernel image address
 172                 mov     r4, pc
 173                 and     r4, r4, #0xf8000000
 174                 add     r4, r4, #TEXT_OFFSET
 175 #else
 176                 ldr     r4, =zreladdr
 177 #endif
 178
 179                 bl      cache_on
 180
 181 restart:        adr     r0, LC0
指令adr是基于PC的值来获取标号LC0 的地址的，由于内核已被搬移，标号LC0的地址不是以地址0为偏移的,这中间就存在一个固定的地址偏移，在s3c2410中是0x30008000.
 182                 ldmia   r0, {r1, r2, r3, r6, r10, r11, r12}
 183                 ldr     sp, [r0, #28]
 184
 185                 /*
 186                  * We might be running at a different address.  We need
 187                  * to fix up various pointers.
 188                  */
 189                 sub     r0, r0, r1       @ calculate the delta offset这里获得当前运行地址与链接地址的偏移量，存入r0中为0x30008000.
 190                 add     r6, r6, r0              @ _edata
 191                 add     r10, r10, r0            @ inflated kernel size location
 192
 193                 /*
 194                  * The kernel build system appends the size of the
 195                  * decompressed kernel at the end of the compressed data
 196                  * in little-endian form.
 197                  */
 198                 ldrb    r9, [r10, #0]
 199                 ldrb    lr, [r10, #1]