linux 3.6 启动源码分析(三) setup_arch

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setup_arch()函数是start_kernel阶段最重要的一个函数，每个体系都有自己的setup_arch()函数，是体系结构相关的，具体编译哪个体系的setup_arch()函数，由顶层Makefile中的ARCH变量决定：
它首先通过检测出来的处理器类型进行处理器内核的初始化，然后通过 bootmem_init()函数根据系统定义的 meminfo 结构进行内存结构的初始化，最后调用paging_init()开启 MMU，创建内核页表，映射所有的物理内存和 IO空间。

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1. void __init setup_arch(char **cmdline_p)  
2. {  
3.     /*内核通过machine_desc结构体来控制系统体系架构相关部分的初始化。 
4.     machine_desc结构体通过MACHINE_START宏来初始化，在代码中， 
5.     通过在start_kernel->setup_arch中调用setup_machine_fdt来获取。*/  
6.     struct machine_desc *mdesc;  
7.     /*首先从arm寄存器里面取得cpu ID，然后调用lookup_processor_type来取得proc_info_list这个结构体。 
8.     取得proc_info_list以后，将里面的内容一个个赋值给相应的全局变量， 
9.     然后将CPU的信息打印出来。然后它会从arm寄存器里面获得cache的信息， 
10.     并将cache的信息打印出来（CPU: ARMv7 Processor [410fc051] revision 1 (ARMv7), cr=10c53c7d   
11.     CPU: PIPT / VIPT nonaliasing data cache, VIPT aliasing instruction cache）。*/  
12.     setup_processor();  
13.     /*machine_desc结构体通过MACHINE_START宏来初始化，在代码中，调用setup_machine_fdt来获取。 
14.     对于samad5，它通过在arch/arm/mach-at91/board_dt.c中的DT_MACHINE_START宏初始化 
15.     输出CPU型号Machine: Atmel SAMA5 (Device Tree), model: Atmel SAMA5D34-EK*/  
16.     mdesc = setup_machine_fdt(__atags_pointer);  
17.     if (!mdesc)  
18.         mdesc = setup_machine_tags(machine_arch_type);  
19.     machine_desc = mdesc;  
20.     machine_name = mdesc->name;  
21.   
22.     setup_dma_zone(mdesc);  
23.   
24.     //通过struct machine_desc 中的soft_reboot数据来设置重启类型：  
25.     if (mdesc->restart_mode)  
26.         reboot_setup(&mdesc->restart_mode);  
27.       
28.     /*这里通过连接脚本中得到的Linux代码位置数据来初始化一个mm_struct结构体init_mm中的部分数据 
29.     ps：每一个任务都有一个mm_struct结构以管理内存空间，init_mm是内核自身的mm_struct 
30.     */  
31.     init_mm.start_code = (unsigned long) _text;  
32.     init_mm.end_code   = (unsigned long) _etext;  
33.     init_mm.end_data   = (unsigned long) _edata;  
34.     init_mm.brk    = (unsigned long) _end;  
35.   
36.     /* 同时填充cmd_line以备后用, 保护boot_command_line数据 populate cmd_line too for later use, preserving boot_command_line */  
37.     strlcpy(cmd_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);  
38.     *cmdline_p = cmd_line;  
39.     /* 
40.     处理在 struct obs_kernel_param 中定义为early的启动参数（主要是内存配置部分的参数） 
41.          
42.     其中就分析了mem=size@start参数初始化了struct meminfo meminfo; 
43.     同时如果有vmalloc=size参数也会初始化 vmalloc_min 
44.     参考：《Linux内核高-低端内存设置代码跟踪（ARM构架）》 
45.          
46.     这里需要注意的是内核的cmdline中的参数按照其被需要的先后，分为early和非early的。 
47.     include/linux/init.h： 
48.      
49.     struct obs_kernel_param { 
50.     const char *str;              //在cmdline中相应参数名。 
51.     int (*setup_func)(char *);  //对于此参数的专用处理函数 
52.     int early;                //是否为早期需要处理的参数 
53.     }; 
54.      
55.     两种不同的参数在内核中用了不同的宏来定义： 
56.     early： #define early_param(str, fn) \ 
57.            __setup_param(str, fn, fn, 1) 
58.      
59.     非early： #define __setup(str, fn) \ 
60.             __setup_param(str, fn, fn, 0) 
61.      
62.     使用这两个宏定义的参数和构架相关，一些构架或者板子可以定义自己特定的参数和处理函数。对于比较重要的“men”参数就是early参数。 
63.     */    
64.     parse_early_param();  
65.   
66.     sort(&meminfo.bank, meminfo.nr_banks, sizeof(meminfo.bank[0]), meminfo_cmp, NULL);  
67.     sanity_check_meminfo();//在此处设置struct meminfo meminfo中每个bank中的highmem变量2.通过vmalloc_min确定每个bank中的内存是否属于高端内存  
68.     arm_memblock_init(&meminfo, mdesc);//按地址数据从小到大排序meminfo中的数据，并初始化全局的memblock数据。  
69.   
70.     /* 
71.     设置内核的参考页表。 
72.     此页表不仅用于物理内存映射，还用于管理vmalloc区。 
73.     此函数中非常重要的一点就是初始化了bootmem分配器！ 
74.     */  
75.     paging_init(mdesc);  
76.     //通过获取设备描述结构体（struct machine_desc）中的数据和编译时产生的地址数据，初始化内存相关的全局结构体变量。  
77.     request_standard_resources(mdesc);  
78.   
79.     if (mdesc->restart)  
80.         arm_pm_restart = mdesc->restart;  
81.     //通过启动参数中的“非平坦设备树”信息(如果有),获取内存相关信息  
82.     unflatten_device_tree();  
83.   
84.     /*针对SMP处理器，初始化可能存在的CPU映射 - 这描述了可能存在的CPU*/  
85. #ifdef CONFIG_SMP  
86.     if (is_smp())  
87.         smp_init_cpus();  
88. #endif  
89.     /*1.用于内核崩溃时的保留内核此功能通过内核command line参数中的”crashkernel=”保留下内存用于主内核崩溃时获取内核信息的导出*/  
90.     reserve_crashkernel();  
91.     /* 
92.     初始化ARM内部的TCM（紧耦合内存）。 
93.     参考资料：《对ARM紧致内存TCM的理解》 
94.     */  tcm_init();  
95.   
96. #ifdef CONFIG_MULTI_IRQ_HANDLER  
97.     handle_arch_irq = mdesc->handle_irq;  
98. #endif  
99.   
100. #ifdef CONFIG_VT  
101. #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)  
102.     conswitchp = &vga_con;  
103. #elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)  
104.     conswitchp = &dummy_con;  
105. #endif  
106. #endif  
107.     /* 
108.     1.如果设备描述结构体定义了init_early函数（应该是早期初始化之意），则在这里调用。 
109.     */  if (mdesc->init_early)  
110.         mdesc->init_early();  
111. }  

主要完成了4个方面的工作，一个就是取得MACHINE和PROCESSOR的信息然或将他们赋值给kernel相应的全局变量，然后呢是对boot_command_line和tags接行解析，再然后呢就是memory、cach的初始化，最后是为kernel的后续运行请求资源。主要完成了4个方面的工作，
1.一个就是取得MACHINE和PROCESSOR的信息然或将他们赋值给kernel相应的全局变量.
2.对boot_command_line和tags接行解析.
3.memory、cach的初始化.
4.为kernel的后续运行请求资源.