Linux内核分析：uboot与Linux内核机器码分析

（注：本文参考资料：朱有鹏嵌入式课程。本文为个人学习记录，如有错误，欢迎指正。）

1. uboot机器码

在uboot启动的start_armboot阶段，调用board_init函数初始化机器码。

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启动内核时，将机器码传参至内核。

uboot源码中，也有一个/uboot/arch/arm/include/mach-types.h文件，该文件维护至该版本的uboot所支持的所有机器码。

//利用寄存器向内核传参r0 = 0, r1 = machid, r2 = bi_boot_params
theKernel (0, machid, bd->bi_boot_params);

2. Linux机器码

在内核源码根目录的/arch/arm目录下，每一个“mach-xxx”文件夹代表内核支持的CPU型号；在该文件夹下有多个“mach-xxx.c”文件，每个文件代表内核支持的开发板型号。在每个“mach-xxx.c”文件的末尾，都利用MACHINE_START宏定义一个机器描述符结构体，其中包含了该开发板的相关信息。

以/kernel/arch/arm/mach-s5pv210/mach-smdkv210.c文件为例，相关代码如下：

MACHINE_START(SMDKV210, "SMDKV210")
/* Maintainer: Kukjin Kim <kgene.kim@samsung.com> */
.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

为分析方便，人工替换其中的宏定义，得到如下代码：

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,
};

• 结构体中成员“.nr = MACH_TYPE_SMDKV210”，表示该开发板的机器码。
• 机器码值“MACH_TYPE_SMDKV210”在/kernel/include/generated/mach-types.h文件中定义，该文件在内核配置过程中自动生成。mach-types.h文件维护着该版本内核所支持的全部机器码。
• 结构体成员“.name= "SMDKV210"”，表示该开发板的名称。
• 结构体成员“.init_machine = smdkv210_machine_init”，定义了一个函数smdkv210_machine_init，该函数是一个硬件初始化函数，包含了内核中各种硬件的初始化信息。

3. uboot与Linux内核机器码的联系

在Linux内核初始化前期，会比对uboot的机器码和内核的机器码是否匹配，若不匹配，则停止启动内核。

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   检查机器码是否匹配
movsr8, r5    @ invalid machine (r5=0)?
beq__error_a    @ yes, error 'a'
bl__vet_atags
bl__create_page_tables