linux啟動分析(2)—核心啟動地址的確定

http://blogold.chinaunix.net/u/31100/showart_244622.html （轉載）

================================

Author: taoyuetao
Email: tao_yuetao@yahoo.com.cn
Blog: taoyuetao.cublog.cn

2006-11-03

================================

核心編譯連結過程是依靠vmlinux.lds檔案，以arm為例vmlinux.lds檔案位於kernel/arch/arm/vmlinux.lds，
但是該檔案是由vmlinux-armv.lds.in產生的，根據編譯選項的不同源檔案還可以是vmlinux-armo.lds.in，
vmlinux-armv-xip.lds.in。

vmlinux-armv.lds的產生過程在kernel/arch/arm/Makefile中

LDSCRIPT     = arch/arm/vmlinux-armv.lds.in

arch/arm/vmlinux.lds: arch/arm/Makefile $(LDSCRIPT) \
$(wildcard include/config/cpu/32.h) \
$(wildcard include/config/cpu/26.h) \
$(wildcard include/config/arch/*.h)
@echo '  Generating $@'
@sed 's/TEXTADDR/$(TEXTADDR)/;s/DATAADDR/$(DATAADDR)/' $(LDSCRIPT) >$@

vmlinux-armv.lds.in檔案的內容：

OUTPUT_ARCH(arm)
ENTRY(stext)
SECTIONS
{
    . = TEXTADDR;
    .init : {           /* Init code and data       */
        _stext = .;
        __init_begin = .;
            *(.text.init)
        __proc_info_begin = .;
            *(.proc.info)
        __proc_info_end = .;
        __arch_info_begin = .;
            *(.arch.info)
        __arch_info_end = .;
        __tagtable_begin = .;
            *(.taglist)
        __tagtable_end = .;
            *(.data.init)
        . = ALIGN(16);
        __setup_start = .;
            *(.setup.init)
        __setup_end = .;
        __initcall_start = .;
            *(.initcall.init)
        __initcall_end = .;
        . = ALIGN(4096);
        __init_end = .;
    }
其中TEXTADDR就是核心啟動的虛擬位址，定義在kernel/arch/arm/Makefile中：
ifeq ($(CONFIG_CPU_32),y)
PROCESSOR    = armv
TEXTADDR     = 0xC0008000
LDSCRIPT     = arch/arm/vmlinux-armv.lds.in
endif
需要注意的是這裡是虛擬位址而不是物理地址。

一般情況下都在產生vmlinux後，再對核心進行壓縮成為zImage，壓縮的目錄是kernel/arch/arm/boot。
下載到flash中的是壓縮後的zImage檔案，zImage是由壓縮後的vmlinux和解壓縮程式組成，如所示：

            |-----------------|\    |-----------------|
            |                 | \   |                 |
            |                 |  \  | decompress code |
            |     vmlinux     |   \ |-----------------|    zImage
            |                 |    \|                 |
            |                 |     |                 |
            |                 |     |                 |   
            |                 |     |                 |
            |                 |    /|-----------------|
            |                 |   /
            |                 |  /
            |                 | /
            |-----------------|/
zImage連結指令碼也叫做vmlinux.lds，位於kernel/arch/arm/boot/compressed。
是由同一目錄下的vmlinux.lds.in檔案產生的，內容如下：
OUTPUT_ARCH(arm)
ENTRY(_start)
SECTIONS
{
   . = LOAD_ADDR;
   _load_addr = .;
   . = TEXT_START;
   _text = .;
   .text : {
     _start = .;
其中LOAD_ADDR就是zImage中解壓縮代碼的ram位移地址，TEXT_START是核心ram啟動的位移地址，這個地址是物理地址。
在kernel/arch/arm/boot/Makefile檔案中定義了：
ZTEXTADDR   =0
ZRELADDR     = 0xa0008000

ZTEXTADDR就是解壓縮代碼的ram位移地址，ZRELADDR是核心ram啟動的位移地址，這裡看到指定ZTEXTADDR的地址為0，
明顯是不正確的，因為我的平台上的ram起始地址是0xa0000000，在Makefile檔案中看到了對該地址設定的幾行注釋：
# We now have a PIC decompressor implementation.  Decompressors running
# from RAM should not define ZTEXTADDR.  Decompressors running directly
# from ROM or Flash must define ZTEXTADDR (preferably via the config)
他的意識是如果是在ram中進行解壓縮時，不用指定它在ram中的運行地址，如果是在flash中就必須指定他的地址。所以
這裡將ZTEXTADDR指定為0，也就是沒有真正指定地址。

在kernel/arch/arm/boot/compressed/Makefile檔案有一行指令碼：
SEDFLAGS    = s/TEXT_START/$(ZTEXTADDR)/;s/LOAD_ADDR/$(ZRELADDR)/;s/BSS_START/$(ZBSSADDR)/
使得TEXT_START = ZTEXTADDR，LOAD_ADDR = ZRELADDR。

這樣vmlinux.lds的產生過程如下：
vmlinux.lds:    vmlinux.lds.in Makefile $(TOPDIR)/arch/$(ARCH)/boot/Makefile $(TOPDIR)/.config
@sed "$(SEDFLAGS)" < vmlinux.lds.in > $@
以上就是我對核心啟動地址的分析，總結一下核心啟動地址的設定：
1、設定kernel/arch/arm/Makefile檔案中的
   TEXTADDR     = 0xC0008000
   核心啟動的虛擬位址
2、設定kernel/arch/arm/boot/Makefile檔案中的
   ZRELADDR     = 0xa0008000
   核心啟動的物理地址
   如果需要從flash中啟動還需要設定
   ZTEXTADDR地址。