linux 3.6 启动源码分析(三) setup_arch

转载地址：http://blog.csdn.net/qing_ping/article/details/17351541

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。

void __init setup_arch(char **cmdline_p)
{
    /*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。
    machine_desc结构体通过MACHINE_START宏来初始化，在代码中，
    通过在start_kernel->setup_arch中调用setup_machine_fdt来获取。*/
    struct machine_desc *mdesc;
    /*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。
    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，
    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，
    并将cache的信息打印出来（CPU: ARMv7 Processor [410fc051] revision 1 (ARMv7), cr=10c53c7d
    CPU: PIPT / VIPT nonaliasing data cache, VIPT aliasing instruction cache）。*/
    setup_processor();
    /*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。
    对于samad5，它通过在arch/arm/mach-at91/board_dt.c中的DT_MACHINE_START宏初始化
    输出CPU型号Machine: Atmel SAMA5 (Device Tree), model: Atmel SAMA5D34-EK*/
    mdesc = setup_machine_fdt(__atags_pointer);
    if (!mdesc)
        mdesc = setup_machine_tags(machine_arch_type);
    machine_desc = mdesc;
    machine_name = mdesc->name;

    setup_dma_zone(mdesc);

    //通过struct machine_desc 中的soft_reboot数据来设置重启类型：
    if (mdesc->restart_mode)
        reboot_setup(&mdesc->restart_mode);

    /*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
    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
    */
    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;

    /* 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 */
    strlcpy(cmd_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
    *cmdline_p = cmd_line;
    /*
    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）

    其中就分析了mem=size@start参数初始化了struct meminfo meminfo;
    同时如果有vmalloc=size参数也会初始化 vmalloc_min
    参考：《Linux内核高-低端内存设置代码跟踪（ARM构架）》

    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。
    include/linux/init.h：

    struct obs_kernel_param {
    const char *str;              //在cmdline中相应参数名。
    int (*setup_func)(char *);  //对于此参数的专用处理函数
    int early;                //是否为早期需要处理的参数
    };

    两种不同的参数在内核中用了不同的宏来定义：
    early： #define early_param(str, fn) \
           __setup_param(str, fn, fn, 1)

    非early： #define __setup(str, fn) \
            __setup_param(str, fn, fn, 0)

    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。
    */
    parse_early_param();

    sort(&meminfo.bank, meminfo.nr_banks, sizeof(meminfo.bank[0]), meminfo_cmp, NULL);
    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
    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。

    /*
    设置内核的参考页表。
    此页表不仅用于物理内存映射，还用于管理vmalloc区。
    此函数中非常重要的一点就是初始化了bootmem分配器！
    */
    paging_init(mdesc);
    //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。
    request_standard_resources(mdesc);

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

    /*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*/
#ifdef CONFIG_SMP
    if (is_smp())
        smp_init_cpus();
#endif
    /*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*/
    reserve_crashkernel();
    /*
    初始化ARM内部的TCM（紧耦合内存）。
    参考资料：《对ARM紧致内存TCM的理解》
    */  tcm_init();

#ifdef CONFIG_MULTI_IRQ_HANDLER
    handle_arch_irq = mdesc->handle_irq;
#endif

#ifdef CONFIG_VT
#if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
    conswitchp = &vga_con;
#elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)
    conswitchp = &dummy_con;
#endif
#endif
    /*
    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。
    */  if (mdesc->init_early)
        mdesc->init_early();
}

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.