[Zedboard Linux系统移植]-从MACHINE_START開始

改动自：http://www.cnblogs.com/lknlfy/archive/2012/05/06/2486479.html
内核的启动过程?

3)内核的启动过程？
arch/arm/kernel/head.S —> 内核的启动汇编
r0 = 0 。 r1 = machine nr, r2 = atags pointer. 机器码 启动參数地址,machine 来自于u-boot传參，当中u-boot的机器码定义在
“u-boot-Digilent-Dev-master/arch/arm/include/asm/mach-types.h” 中例如以下

head.S中
b 　　　secondary_start_kernel —>跳转到C语言的入口函数
//linux内核的机器码列表文件：arch/arm/tools/mach-types
init/main.c —> start_kernel //C语言的程序入口
// 操作系统的管理思想 ： 内存管理、任务管理、设备管理、文件管理
setup_arch(&command_line); //体系初始化 —> arch/arm/kernel/setup.c setup_command_line(command_line); //
arch/arm/kernel/setup.c –> setup_arch（）中
mdesc = setup_machine(machine_arch_type); //配置当前的机器类型，machine_arch_type就是机器码的类型，这里就是赋值MACH_XILINX_EP107
MACH_XILINX_EP107在这个宏在/arch/arm/tools/mach-types中

SMDK2410 的初始化代码在哪里？ —> 遍历查找arch/arm文件夹下的的相应机器码的初始化文件 —-> Linux-Digilent-Dev-masterarcharmmach-zynqarmcommon.c
//跟该机器码相应的设备初始化功能列表：

    DT_MACHINE_START(XILINX_EP107, "Xilinx Zynq Platform")
    /* 64KB way size, 8-way associativity, parity disabled */
    .l2c_aux_val    = 0x00000000,
    .l2c_aux_mask   = 0xffffffff,
    .smp        = smp_ops(zynq_smp_ops),
    .map_io     = zynq_map_io,
    .init_irq   = zynq_irq_init,
    .init_machine   = zynq_init_machine,
    .init_late  = zynq_init_late,
    .init_time  = zynq_timer_init,
    .dt_compat  = zynq_dt_match,
    .reserve    = zynq_memory_init,
    .restart    = zynq_system_reset,
MACHINE_END

    zynq_init_machine--->  当前的zybo的机器初始化主函数。如需上点后初始化该板子的其它外设，能够在本函数内加入相应的初始化功能。

玩过或者移植过arm-linux的都应该知道在/arch/arm文件夹下有很多与详细处理器相关的文件夹。当然对于zynq的话所相应的文件夹就是mach-zynq。在里面找到与详细板子相关的文件Linux-Digilent-Dev-masterarcharmmach-zynqarmcommon.c，没错。就是它。不管是出于想移植到新的内核还是出于想深入学习某一款arm等，对这个文件的学习是不可缺少的。

这个文件大部分内容是对平台设备的结构体初始化。在这个文件的最后有一个非常重要的宏：

DT_MACHINE_START(XILINX_EP107, "Xilinx Zynq Platform")
    /* 64KB way size, 8-way associativity, parity disabled */
    .l2c_aux_val    = 0x00000000,
    .l2c_aux_mask   = 0xffffffff,
    .smp        = smp_ops(zynq_smp_ops),
    .map_io     = zynq_map_io,
    .init_irq   = zynq_irq_init,
    .init_machine   = zynq_init_machine,
    .init_late  = zynq_init_late,
    .init_time  = zynq_timer_init,
    .dt_compat  = zynq_dt_match,
    .reserve    = zynq_memory_init,
    .restart    = zynq_system_reset,
MACHINE_END

DT_:qMACHINE_START的定义在arch/arm/include/asm/mach/arch.h，例如以下：

#define DT_MACHINE_START(_name, _namestr)               
static const struct machine_desc __mach_desc_##_name    
 __used                                                 
 __attribute__((__section__(".arch.info.init"))) = {    
        .nr             = ~0,                           
        .name           = _namestr,

#endif

噢，事实上就是定义了一个struct machine_desc类型结构体变量，这个结构体还定义了其它一些成员，接下来着重关注.init_machine这个成员，它是一个函数指针，值为zynq_init_machine，这个函数也在common.c中定义。内容是什么呢？呵呵，由于在这里仅仅给出大体流程，详细内容先不分析。如今最关心的是这个结构体变量在哪里被调用，从而调用它里面的成员和成员函数呢？先来看/arch/arm/kernel/setup.c里面的setup_arch()函数：

void __init setup_arch(char **cmdline_p)
{
    const struct machine_desc *mdesc;

    setup_processor();
    mdesc = setup_machine_fdt(__atags_pointer);
    if (!mdesc)
        mdesc = setup_machine_tags(__atags_pointer, __machine_arch_type);
    machine_desc = mdesc;
    machine_name = mdesc->name;

    if (mdesc->reboot_mode != REBOOT_HARD)
        reboot_mode = mdesc->reboot_mode;

    init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
    init_mm.end_code   = (unsigned long) _etext;
    init_mm.end_data   = (unsigned long) _edata;
    init_mm.brk    = (unsigned long) _end;

    /* populate cmd_line too for later use, preserving boot_command_line */
    strlcpy(cmd_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
    *cmdline_p = cmd_line;

    parse_early_param();

    early_paging_init(mdesc, lookup_processor_type(read_cpuid_id()));
    setup_dma_zone(mdesc);
    sanity_check_meminfo();
    arm_memblock_init(mdesc);

    paging_init(mdesc);
    request_standard_resources(mdesc);

    if (mdesc->restart)
        arm_pm_restart = mdesc->restart;

    unflatten_device_tree();

    arm_dt_init_cpu_maps();
    psci_init();
    ......................

这个函数在/init/main.c的start_kernel()函数里被调用。看到第10行，这里的setup_machine()函数的作用就是找到我们想要的struct machine_desc类型的变量，也就是在common.c里定义那个变量。

函数的參数machine_arch_type的值是什么呢？继续看：
这是在u-boot中MACHINE定义

#  define machine_arch_type     MACH_TYPE_XILINX_EP107

也就是说參数machine_arch_type的值为2520。

在setup_machine()函数里主要调用了lookup_machine_type()函数来查找相应的type，应该是出于效率的原因。这个函数是通过汇编实现的，在此就不给出详细代码了。

到这里，知道了在/init/main.c的start_kernel()函数里调用了setup_arch()，在setup_arch()里找到了详细的struct machine_desc类型的变量，可是在哪里通过这个变量调用里面的成员或成员函数的呢？继续找。

还是在setup.c里，看到了这样一个函数：

static int __init customize_machine(void)
{
    /*
     * customizes platform devices, or adds new ones
     * On DT based machines, we fall back to populating the
     * machine from the device tree, if no callback is provided,
     * otherwise we would always need an init_machine callback.
     */
    if (machine_desc->init_machine)
        machine_desc->init_machine();
#ifdef CONFIG_OF
    else
        of_platform_populate(NULL, of_default_bus_match_table,
                    NULL, NULL);
#endif
    return 0;
}

最终看到了，成员函数init_machine就是在这里被调用的。

可是它没有被显式调用，而是放在了arch_initcall这个宏里。去看看它怎么定义的在./include/linux/init.h：
再看__define_initcall宏：在./arch/um/include/shared/init.h中

嗯。它被链接到了.initcall段里，如今简单看看./include/asm-generic/vmlinux.lds.h:这个链接脚本里关于initcall的定义：

能够看到customize_machine()被放到了.initcall3.init里。说了那么多定义，到底它在哪里被调用啊？好吧，它是在/init/main.c里一个叫do_initcalls()的函数里被调用，去看看：

看到第1行。非常熟悉吧。在for循环里依次调用了从__early_initcall_end開始到__initcall_end结束的全部函数。customize_machine()也是在其间被调用。
好了，到这里差点儿相同该结束了，最后总结一下这些函数调用顺序：
start_kernel()—>setup_arch()—>do_initcalls()—>customize_machine()—>zynq_init_machine()