《linux启动流程分析---内核解压缩过程》.docVIP

linux启动流程分析---内核解压缩过程内核压缩和解压缩代码都在目录kernel/arch/arm/boot/compressed， 编译完成后将产生vmlinux、head.o、misc.o、head-xscale.o、piggy.o这几个文件， head.o是内核的头部文件，负责初始设置； misc.o将主要负责内核的解压工作，它在head.o之后； head-xscale.o文件主要针对Xscale的初始化，将在链接时与head.o合并； piggy.o是一个中间文件，其实是一个压缩的内核(kernel/vmlinux)，只不过没有和初始化文件及解压文件链接而已； vmlinux是(没有－－lw：zImage是压缩过的内核)压缩过的内核，就是由piggy.o、head.o、misc.o、head-xscale.o组成的。 在BootLoader完成系统的引导以后并将Linux内核调入内存之后，调用bootLinux()， 这个函数将跳转到kernel的起始位置。如果kernel没有压缩，就可以启动了。 如果kernel压缩过，则要进行解压，在压缩过的kernel头部有解压程序。 压缩过得kernel入口第一个文件源码位置在arch/arm/boot/compressed/head.S。 它将调用函数decompress_kernel()，这个函数在文件arch/arm/boot/compressed/misc.c中， decompress_kernel()又调用proc_decomp_setup(),arch_decomp_setup()进行设置， 然后使用在打印出信息“Uncompressing Linux...”后，调用gunzip()。将内核放于指定的位置。 以下分析head.S文件： (1)对于各种Arm CPU的DEBUG输出设定，通过定义宏来统一操作。 (2)设置kernel开始和结束地址，保存architecture ID。 (3)如果在ARM2以上的CPU中，用的是普通用户模式，则升到超级用户模式，然后关中断。 (4)分析LC0结构delta offset，判断是否需要重载内核地址(r0存入偏移量，判断r0是否为零)。 这里是否需要重载内核地址，我以为主要分析arch/arm/boot/Makefile、arch/arm/boot/compressed/Makefile 和arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds.in三个文件，主要看vmlinux.lds.in链接文件的主要段的位置， LOAD_ADDR(_load_addr)＝0xA0008000，而对于TEXT_START(_text、_start)的位置只设为0，BSS_START(__bss_start)＝ALIGN(4)。 对于这样的结果依赖于，对内核解压的运行方式，也就是说，内核解压前是在内存(RAM)中还是在FLASH上， 因为这里，我们的BOOTLOADER将压缩内核(zImage)移到了RAM的0xA0008000位置，我们的压缩内核是在内存(RAM)从0xA0008000地址开始顺序排列， 因此我们的r0获得的偏移量是载入地址(0xA0008000)。接下来的工作是要把内核镜像的相对地址转化为内存的物理地址，即重载内核地址。 (5)需要重载内核地址，将r0的偏移量加到BSS region和GOT table中。 (6)清空bss堆栈空间r2－r3。 (7)建立C程序运行需要的缓存，并赋于64K的栈空间。 (8)这时r2是缓存的结束地址，r4是kernel的最后执行地址，r5是kernel境象文件的开始地址。检查是否地址有冲突。 将r5等于r2，使decompress后的kernel地址就在64K的栈之后。 (9)调用文件misc.c的函数decompress_kernel()，解压内核于缓存结束的地方(r2地址之后)。此时各寄存器值有如下变化： r0为解压后kernel的大小 r4为kernel执行时的地址 r5为解压后kernel的起始地址 r6为CPU类型值(processor ID) r7为系统类型值(architecture ID) (10)将reloc_start代码拷贝之kernel之后(r5+r0之后)，首先清除缓存，而后执行reloc_start。 (11)reloc_start将r5开始的kernel重载于r4地址处。 (12)清除cache内容，关闭cache，将r7中architecture ID赋于r1，执行r4开始的kernel代码。 下面简单介绍一下解压缩过程，也就是函数decompress_kerne