Linux內核分析：uboot與Linux內核機器碼分析

（注：本文參考資料：朱有鵬嵌入式課程。本文為個人學習記錄，如有錯誤，歡迎指正。）

1. uboot機器碼

在uboot啟動的start_armboot階段，調用board_init函數初始化機器碼。

int board_init(void)
{
..............................

    gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_SMDKV210;
    gd->bd->bi_boot_params = PHYS_SDRAM_1 + 0x100;

　　return 0;
}

在uboot啟動內核時，將機器碼傳參至內核。

uboot源碼中，也有一個/uboot/arch/arm/include/mach-types.h文件，該文件維護至該版本的uboot所支持的所有機器碼。

//利用寄存器向內核傳參r0 = 0, r1 = machid, r2 = bi_boot_params
theKernel (0, machid, bd->bi_boot_params);

2. Linux機器碼

在內核源碼根目錄的/arch/arm目錄下，每一個“mach-xxx”文件夾代表內核支持的CPU型號；在該文件夾下有多個“mach-xxx.c”文件，每個文件代表內核支持的開發板型號。在每個“mach-xxx.c”文件的末尾，都利用MACHINE_START宏定義一個機器描述符結構體，其中包含了該開發板的相關信息。

以/kernel/arch/arm/mach-s5pv210/mach-smdkv210.c文件為例，相關代碼如下：

MACHINE_START(SMDKV210, "SMDKV210")
/* Maintainer: Kukjin Kim <[e-mail]> */
.phys_io= S3C_PA_UART & 0xfff00000,
.io_pg_offst= (((u32)S3C_VA_UART) >> 18) & 0xfffc,
.boot_params= S5P_PA_SDRAM + 0x100,
.init_irq= s5pv210_init_irq,
.map_io= smdkv210_map_io,
.init_machine= smdkv210_machine_init,
#ifdef CONFIG_S5P_HIGH_RES_TIMERS
.timer= &s5p_systimer,
#else
.timer= &s3c24xx_timer,
#endif
MACHINE_END

為分析方便，人工替換其中的宏定義，得到如下代碼：

static const struct machine_desc __mach_desc_SMDKV210\
 __used\
 __attribute__((__section__(".arch.info.init"))) = {\
    .nr= MACH_TYPE_SMDKV210,\
    .name= "SMDKV210",
    .phys_io= S3C_PA_UART & 0xfff00000,
    .io_pg_offst= (((u32)S3C_VA_UART) >> 18) & 0xfffc,
    .boot_params= S5P_PA_SDRAM + 0x100,
    .init_irq= s5pv210_init_irq,
    .map_io= smdkv210_map_io,
    .init_machine= smdkv210_machine_init,
    .timer= &s5p_systimer,
};

• 結構體中成員“.nr = MACH_TYPE_SMDKV210”，表示該開發板的機器碼。
• 機器碼值“MACH_TYPE_SMDKV210”在/kernel/include/generated/mach-types.h文件中定義，該文件在內核配置過程中自動生成。mach-types.h文件維護着該版本內核所支持的全部機器碼。
• 結構體成員“.name= "SMDKV210"”，表示該開發板的名稱。
• 結構體成員“.init_machine = smdkv210_machine_init”，定義了一個函數smdkv210_machine_init，該函數是一個硬件初始化函數，包含了內核中各種硬件的初始化信息。

3. uboot與Linux內核機器碼的聯系

在Linux內核初始化前期，會比對uboot的機器碼和內核的機器碼是否匹配，若不匹配，則停止啟動內核。

ENTRY(stext)
setmodePSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE, r9 @ ensure svc mode
                                                                        @ and irqs disabled
mrcp15, 0, r9, c0, c0    @ get processor id
bl__lookup_processor_type   @ r5=procinfo r9=cpuid
movsr10, r5    @ invalid processor (r5=0)?
beq__error_p    @ yes, error 'p'
bl__lookup_machine_type    @ r5=machinfo   檢查機器碼是否匹配
movsr8, r5    @ invalid machine (r5=0)?
beq__error_a    @ yes, error 'a'
bl__vet_atags
bl__create_page_tables