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Linux源码学习三、vmlinux.lds.S、MRC/MCR协处理器寄存器指令和head.S文件分析

由 微笑、不失礼 提交于 2020-01-24 02:59:01

①vmlinux.lds.S文件在目录arch/arm/kernel/vmlinux.lds.S下

分析VMLINUX_SYMBOL(__proc_info_begin) = .;  


vmlinux.lds.S文件的内容为：

#include <asm-generic/vmlinux.lds.h>
#include <asm/thread_info.h>
#include <asm/memory.h>
#include <asm/page.h>

分别表示include文件夹里的<>目录下的内容。

#define PROC_INFO                            \
VMLINUX_SYMBOL(__proc_info_begin) = .;                \
*(.proc.info.init)                        \
VMLINUX_SYMBOL(__proc_info_end) = .;  

\表示连接符，一个句子太长分开连接的意思，相当于：

相当于PROC_INFO代表后面一长串，包含后面的分号。

VMLINUX_SYMBOL(__proc_info_begin) = .;    

因为vmlinux.lds.S文件引入：#include <asm-generic/vmlinux.lds.h>，在目录include/asm-generic/vmlinux.lds.h头文件中有部分内容为：

#ifndef SYMBOL_PREFIX
#define VMLINUX_SYMBOL(sym) sym
#else
#define PASTE2(x,y) x##y
#define PASTE(x,y) PASTE2(x,y)
#define VMLINUX_SYMBOL(sym) PASTE(SYMBOL_PREFIX, sym)
#endif
表示：如果没有定义SYMBOL_PREFIX则#define VMLINUX_SYMBOL(sym) sym

           如果定义了SYMBOL_PREFIX则#define PASTE2(x,y) x##y   #define PASTE(x,y) PASTE2(x,y)

           即PASTE(x,y) PASTE2(x,y)都是等于x##y，x##y表示xy

           所以如果定义了SYMBOL_PREFIX，PASTE(SYMBOL_PREFIX, sym)就是 SYMBOL_PREFIXsym

 

VMLINUX_SYMBOL(__proc_info_begin)   要么是__proc_info_begin，要么是SYMBOL_PREFIX__proc_info_begin
"."特殊符号点，代表定位计数器，表示目前的位置的地址。

VMLINUX_SYMBOL(__proc_info_begin) = .;  的意思是：__proc_info_begin=.  或者 

SYMBOL_PREFIX__proc_info_begin=.也就是把程序信息开头的地址赋值给变量__proc_info_begin或者SYMBOL_PREFIX__proc_info_begin

②vmlinux.lds.S文件在目录arch/arm/kernel/vmlinux.lds.S下

分析*(.proc.info.init)                        \
VMLINUX_SYMBOL(__proc_info_end) = .;  

*(.proc.info.init)  里面的.proc.info.init是段，*(XXXX)=5;则*(XXXX)表示5这个值，XXXX表示存5这个值的地址。

所以*(.proc.info.init) =某个值，然后.proc.info.init这个段表示一个存放*(.proc.info.init) =某个值的地址。即.proc.info.init这个段，存放的是一个地址的值。

VMLINUX_SYMBOL(__proc_info_end) = .;  

因为vmlinux.lds.S文件引入：#include <asm-generic/vmlinux.lds.h>，在目录include/asm-generic/vmlinux.lds.h头文件中有部分内容为：

#ifndef SYMBOL_PREFIX
#define VMLINUX_SYMBOL(sym) sym
#else
#define PASTE2(x,y) x##y
#define PASTE(x,y) PASTE2(x,y)
#define VMLINUX_SYMBOL(sym) PASTE(SYMBOL_PREFIX, sym)
#endif
表示：如果没有定义SYMBOL_PREFIX则#define VMLINUX_SYMBOL(sym) sym

           如果定义了SYMBOL_PREFIX则#define PASTE2(x,y) x##y   #define PASTE(x,y) PASTE2(x,y)

           即PASTE(x,y) PASTE2(x,y)都是等于x##y，x##y表示xy

           所以如果定义了SYMBOL_PREFIX，PASTE(SYMBOL_PREFIX, sym)就是 SYMBOL_PREFIXsym

 

VMLINUX_SYMBOL(__proc_info_end)   要么是__proc_info_end，要么是SYMBOL_PREFIX__proc_info_end
"."特殊符号点，代表定位计数器，表示目前的位置的地址。

VMLINUX_SYMBOL(__proc_info_end) = .;  的意思是：__proc_info_end=.  或者 

SYMBOL_PREFIX__proc_info_end=.也就是把程序信息结束（末尾）的地址赋值给变量__proc_info_end或者SYMBOL_PREFIX__proc_info_end

③vmlinux.lds.S文件在目录arch/arm/kernel/vmlinux.lds.S下，分析：

#define PROC_INFO                            \
#define PROC_INFO                            \
VMLINUX_SYMBOL(__proc_info_begin) = .;                \
*(.proc.info.init)                        \
VMLINUX_SYMBOL(__proc_info_end) = .;  

表示PROC_INF这个宏表示一长串：

VMLINUX_SYMBOL(__proc_info_begin) = .;      *(.proc.info.init)       VMLINUX_SYMBOL(__proc_info_end) = .;  

__proc_info_begin=目前的地址值。

*(.proc.info.init) 加上一段以段.proc.info.init为地址的内容。

__proc_info_end=加上一段内容后的地址值。

④协处理器寄存器（Coprocessor Register）和ARM寄存器（ARM Register）相互操作的指令说明：MCR和MRC

MCR指令：ARM寄存器（ARM Register）到协处理器寄存器（Coprocessor Register）的数据传送（R放入C）

MCR,其中M表示：Mov移动，C表示：协处理器寄存器（Coprocessor Register），R表示：ARM寄存器（ARM Register）

R放入C

MCR{<cond>} <p>，<opcode_1>，<Rd>,<CRn>,<CRm>{,<opcode_2>}

MCR{<cond>} p15，0，<Rd>,<CRn>,<CRm>{,<opcode_2>}

 

MRC指令：协处理器寄存器（Coprocessor Register）到ARM寄存器（ARM Register）的数据传送(C放入R)

MRC,其中M表示：Mov移动，C表示：协处理器寄存器（Coprocessor Register），R表示：ARM寄存器（ARM Register）

C放入R

MRC{<cond>} <p>，<opcode_1>，<Rd>,<CRn>,<CRm>{,<opcode_2>}

MRC{<cond>} p15，0，<Rd>,<CRn>,<CRm>{,<opcode_2>}

 

{<cond>}为指令执行的条件码。当忽略时指令为无条件执行。

<p>为CPXX协处理器,此处举例CP15协处理器，所以为p15。

<opcode_1>为协处理器将执行的操作的操作码。对于CP15协处理器来说，< opcode_1>永远为0b000，当< opcode_1>不为0b000时，该指令操作结果不可预知。

<Rd>为源寄存器的ARM寄存器（ARM Register），其值将被传送到协处理器寄存器（Coprocessor Register）中。

<CRn>为目标寄存器的协处理器寄存器，其编号可能是C0，C1，…，C15。（或者小写c0、c1，...,c15）。

<CRm>{,<opcode_2>}为两者组合决定对协处理器寄存器进行所需要的操作，如果没有指定，则将为为C0，opcode_2为0，否则可能导致不可预知的结果。

mrc    p15, 0, r9, c0, c0        @ get processor id

将CPU15的c即协处理寄存器的值即c0（可以是1~15号协处理寄存器）给r即arm寄存器即r9里面存放

⑤vmlinux.lds.S文件在目录arch/arm/kernel/vmlinux.lds.S下，分析：


#ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU  （如果定义了宏CONFIG_HOTPLUG_CPU则执行#define ARM_CPU_DISCARD(x)和          #define ARM_CPU_DISCARD(x)     #define ARM_CPU_KEEP(x)        x）
#define ARM_CPU_KEEP(x)        x
#else                                                    （如果没有定义宏CONFIG_HOTPLUG_CPU则执行#define ARM_CPU_DISCARD(x)    x
#define ARM_CPU_DISCARD(x)    x   #define ARM_CPU_KEEP(x)）
#define ARM_CPU_KEEP(x)
#endif

#if defined(CONFIG_SMP_ON_UP) && !defined(CONFIG_DEBUG_SPINLOCK)（如果定义了宏CONFIG_SMP_ON_UP
#define ARM_EXIT_KEEP(x)    x          且没有定义宏CONFIG_DEBUG_SPINLOCK 则定义宏#define ARM_EXIT_KEEP(x)  
#else                                                             x 否则 定义宏#define ARM_EXIT_KEEP(x)   ）                                                                      #define ARM_EXIT_KEEP(x)
#endif

⑥vmlinux.lds.S文件在目录arch/arm/kernel/vmlinux.lds.S下，分析：

OUTPUT_ARCH(arm)
ENTRY(stext)

ARM链接脚本，vmlinux.lds.S文件就是一个链接脚本文件。

什么是链接脚本文件？就是用于告诉链接器如何把输入文件内的各个段（section）放到输出文件中，并控制输出文件中的各个段在此程序运行时的地址空间布局。一个程序由多个段组成，那么这些段是如何在文件中存放的（这些段的存放内容和存放段的地址），以及是如何加载到内存的相应位置进行执行的呢，这个就是通过链接脚本进行控制的。

链接脚本格式：链接脚本由一系列命令组成，每一个命令由一个关键字和相应的参数，或者一些赋值语句等组成。命令由分号进行分割。用/* */进行注释。

OUT_ARCH(arch);设置输出文件的体系架构。

OUTPUT_ARCH(arm)输出文件的体系架构是arm体系架构。arm体系架构和x86体系架构是相对而说的。

ENTRY（SYMBOL）；将SYMBOL的值设置成入口地址。一般设置为_start。

ENTRY(stext)将stext的值设为入口地址的值。存放段的入口地址。

标签
协处理器
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