Bootloader与Kernel间参数传递机制

Tag list被用来在bootloader和linux kernel 之间传递参数，这里分析一下相关的数据结构，主要包括两个部分：Tag list 和Tag parser list。

先来看Tag list：

这个list是在bootloader中填充的，其数据结构定义在bootloader和linux kernel中均有定义，是一致的。我们来看linux kernel中的定义：

top/arch/arm/include/asm/setup.h
struct tag {
    struct tag_header hdr;
    union {
        struct tag_core        core;
        struct tag_mem32    mem;
        struct tag_videotext    videotext;
        struct tag_ramdisk    ramdisk;
        struct tag_initrd    initrd;
        struct tag_serialnr    serialnr;
        struct tag_revision    revision;
        struct tag_videolfb    videolfb;
        struct tag_cmdline    cmdline;
        /*
         * Acorn specific
         */
        struct tag_acorn    acorn;
        /*
         * DC21285 specific
         */
        struct tag_memclk    memclk;
    } u;
};
struct tag_header {
    __u32 size;
    __u32 tag;
};

其中tag的取值如下，暂且称之为tag type:

#define ATAG_CORE            0x54410001
#define ATAG_MEM            0x54410002
#define ATAG_VIDEOTEXT        0x54410003
#define ATAG_RAMDISK        0x54410004
#define ATAG_INITRD            0x54410005
#define ATAG_INITRD2        0x54420005
#define ATAG_SERIAL            0x54410006
#define ATAG_REVISION        0x54410007
#define ATAG_VIDEOLFB        0x54410008
#define ATAG_CMDLINE        0x54410009
#define ATAG_ACORN            0x41000101
#define ATAG_MEMCLK        0x41000402

其数据结构用图形表示就是：

 

其实就是一个链表，通过Tag size以及当前tag的位置来定位下一个tag的位置。而且第一个tag的类型必然是ATAG_CORE。

 

参数就是按照这个结构进行传递的，那么kernel是如何进行解析的呢？

我们来看tag parser list:

同样是在top/arch/arm/include/asm/setup.h，有如下定义：

top/arch/arm/include/asm/setup.h

struct tagtable {
    __u32 tag;
    int (*parse)(const struct tag *);
};
#define __tag __used __attribute__((__section__(".taglist.init")))
#define __tagtable(tag, fn) \
static struct tagtable __tagtable_##fn __tag = { tag, fn }

从上面知道，tag parser list存在于.taglist.init段，他们的定义将通过宏__tagtable(tag, fn)的形式给出，比如在 top/arch/arm/kernel/setup.c中：

top/arch/arm/kernel/setup.c

__tagtable(ATAG_CORE, parse_tag_core);
__tagtable(ATAG_MEM, parse_tag_mem32);
__tagtable(ATAG_VIDEOTEXT, parse_tag_videotext);
__tagtable(ATAG_RAMDISK, parse_tag_ramdisk);
__tagtable(ATAG_SERIAL, parse_tag_serialnr);
__tagtable(ATAG_REVISION, parse_tag_revision);
__tagtable(ATAG_CMDLINE, parse_tag_cmdline);

通过这样的定义，每个tag table的表项就自动连接在了一起，而且存在于同一个段中。如图所示：

可以看到，所有支持的tag parser都列在这里了。

在kernel中，将针对tag list中的每一项在这个tag parser list中进行查找，如果有对应的处理项，则调用解析函数，于是就完成了参数的传递以及解析！

 

注意：

在top/arch/arm/kernel/head-common.s中会对从bootloader传递过来的tag list进行合法性判断：

以标号__vet_atags开始的一段处理就要是判断tag list的第一项是否是ATAG_CORE，同时判断长度是否越界！