setup_arch函数分析

在文件 arch/arm/boot/compressed/head.S[2]中 start 为zImage 的起始点，部分代码如下：
start:
mov r7, r1
mov r8, r2
…...
mov r0, r4
mov r3, r7
bl decompress_kernel
b call_kernel
call_kernel：
……
mov r0, #0
mov r1, r7
mov r2, r8
mov pc, r4

首先将BootLoader 传递过来的r1（机器编号）、r2（参数链表的物理地址）的值保存到r7、r8 中，再将r7作为参数传递给解压函数decompress_kernel（）。在解压函数中，再将r7传递给全局变量__machine_arch_type。在跳到内核（vmlinux）入口之前再将r7，r8 还原到r1，r2 中。

在文件 arch/arm/kernel/head.S[2]中，内核（vmlinux）入口的部分代码如下：

stext：
mrc p15, 0, r9, c0, c0
bl __lookup_processor_type
………
bl __lookup_machine_type

首先从处理器内部特殊寄存器（CP15）中获得ARM内核的类型，从处理器内核描述符（proc_info_list）表（__proc_info_begin—__proc_info_end）中查询有无此ARM 内核的类型，如果无就出错退出。处理器内核描述符定义在 include/asm-arm/procinfo.h[2]中，具体的函数实现在arch/arm/mm/proc-xxx.S[2]中，在编译连接过程中将各种处理器内核描述符组合成表。接着从机器描述符（machine_desc）表（__mach_info_begin—__mach_info_end）中查询有无r1寄存器指定的机器编号，如果没有就出错退出。机器编号mach_type_xxx在arch/arm/tools/mach-types[2]文件中说明，每个机器描述符中包括一个唯一的机器编号，机器描述符的定义在include/asm-arm/mach/arch.h[2]中，具体实现在arch/arm/mach-xxxx[2]文件夹中，在编译连接过程中将基于同一种处理器的不同机器描述符组合成表。例如，基于AT91RM9200处理器的各种机器描述符可以参考 arch/arm/mach-at91rm9200/board-xxx.c[2]，机器编号为262的机器描述符如下所示：

MACHINE_START(AT91RM9200DK, "Atmel AT91RM9200-DK")
/* Maintainer: SAN People/Atmel */
.phys_io = AT91_BASE_SYS,
.io_pg_offst = (AT91_VA_BASE_SYS >> 18) & 0xfffc,
.boot_params = AT91_SDRAM_BASE + 0x100,
.timer = &at91rm9200_timer,
.map_io = dk_map_io,
.init_irq = dk_init_irq,
.init_machine = dk_board_init,
MACHINE_END

最后就是打开MMU，并跳转到 init/main.c[2]的start_kernel（初始化系统。在 init/main.c[2] 中，函数start_kernel（）的部分代码如下：

{
……
setup_arch（）；
……
}

在 arch/arm/kernel/setup.c[2]中，函数setup_arch（）的部分代码如下：

{
……
setup_processor();
mdesc=setup_machine(machine_arch_type);
……
parse_tags(tags);
……
}

setup_processor（）函数从处理器内核描述符表中找到匹配的描述符，并初始化一些处理器变量。setup_machine（）用机器编号（在解压函数decompress_kernel 中被赋值）作为参数返回机器描述符。从机器描述符中获得内核参数的物理地址，赋值给tags变量。然后调用parse_tags（）函数分析内核参数链表，把各个参数值传递给全局变量。这样内核就收到了BootLoader 传递的参数。

5. 参数传递的验证和测试
参数传递的结果可以通过内核启动的打印信息来验证。

Machine: Atmel AT91RM9200-DK
……
Kernel command line: console=ttyS0,115200 root=/dev/ram rw init=/linuxrc
……
Memory: 64MB = 64MB total
……
checking if image is initramfs...it isn't (no cpio magic); looks like an initrd
Freeing initrd memory: 1024K
……
RAMDISK: Compressed image found at block 0

一个完备的BootLoader 是一个很复杂的工程，本文所介绍的只是嵌入式系统的BootLoaer 基本功能。任何一个BootLoader 都离不开这个基本功能，内核只有接收这些参数才能正确地启动,同时也为内核的移植和调试奠定了良好的基础。



armlinux对内核命令参数的解析

全局变量
有关内核参数的全局变量一共有三个，分别是command_line，default_command_line和saved_command_line，这三个变量都定义在同一个文件即arch/arm/kernel/子目录下的setup.c文件中：
static char command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
//用于存放setup_arch()分析后的内核参数
//指向它的指针将被返回给start_kernel()
char saved_command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
//存放setup_arch()解析前的完整的内核参数，供
//start_kernel()打印 
static char default_command_line[COMMAND_LINE_SIZE] __initdata = CONFIG_CMDLINE;
//存放缺省的内核参数，如果没有machine-dep
//的代码更改内核参数，它将作为完整的未经解
//析参数供解析

解析过程
内核参数的解析一共有两处，一处是setup_arch()->parse_cmdline()用于解析内核参数中关于内存的部分，另外一处是start_kernel()->parse_option()用于解析其余部分，下面分析一下内核解析内核参数的全过程

start_kernel()中对内核参数的解析
内核参数的解析在start_kernel()中完成（我是指在start_kernel()之前没有对内核参数做处理，当然某些特定的板子除外），下面是其中涉及到内核参数的变量和操作
asmlinkage void __init start_kernel(void)
{
char * command_line; //定义了一个内核参数的指针变量
extern char saved_command_line[]; //声明对saved_command_line的引用
…
setup_arch(&command_line);
//将该变量的指针传进setup_arch()用以获得内核参数
//并在setup_arch()中对内核参数做体系结构相关的处理
printk("Kernel command line: %s\n", saved_command_line);
//打印完整的内核参数 
…
parse_options(command_line); //对内核参数做体系结构无关的处理 
…
}

setup_arch()对内核参数的解析
setup_arch()函数是体系结构相关的内核初始化过程，这其中对内核参数有涉及的变量和操作如下
void __init setup_arch(char **cmdline_p)
{
char *from = default_command_line;
//定义了一个指向default_command_line的指针
…
//这里可能存在一些对from操作的machine-dep的函数
…
memcpy(saved_command_line, from, COMMAND_LINE_SIZE);
//这时的from所指向的就是完整待解析的内核参数，将它复
//制到saved_command_line中去（以供start_kernel()打印）
//之所以不直接使用default_command_line是因为在此之前
//有可能定义一些具体板子相关的对from的操作
saved_command_line[COMMAND_LINE_SIZE-1] = '\0';
//最后一位置为NULL
parse_cmdline(&meminfo, cmdline_p, from);
//调用parse_cmdline处理from指向的内核参数中关于内存的//部分
}

parse_cmdline对内核参数的解析
parse_cmdline做了三件事，首先它解析了from所指向的完整的内核参数，中关于内存的部分，其次它将没有解析的部分复制到command_line中，最后它将start_kernel()传进来的内核参数指针指向command_line
内核参数中的“mem=xxxM@xxx”将会被parse_cmdline解析，并根据结果设置meminfo，而其余部分则被复制到command_line中



parse_option()对内核参数的解析
parse_option()解析了内核参数的其余部分