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蛐蛐
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本文適用於
linux-2.6.22.8
V 0.1
歡迎轉載，但請保留作者信息
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系統加電起動後，MIPS 處理器默認的程序入口是0xBFC00000，此地址在無緩存的KSEG1的地址區域內，
對應的物理地址是 0x1FC00000，即CPU從0x1FC00000開始取第一條指令，這個地址在硬件上已經確定爲FLASH的位置，
Bootloader將 Linux 內核映像拷貝到 RAM 中某個空閒地址處，然後一般有個內存移動操作，
目的地址在 arch/mips/Makefile 內指定：
load-$(CONFIG_MIPS_PB1550) += 0xFFFFFFFF80100000，
則最終bootloader定會將內核移到物理地址 0x00100000 處
上面Makefile 裏指定的的 load 地址，最後會被編譯系統寫入到 arch/mips/kernel/vmlinux.lds 中：
OUTPUT_ARCH(mips)
ENTRY(kernel_entry)
jiffies = jiffies_64;
SECTIONS
{
. = 0xFFFFFFFF80100000;
_text = .;
.text : {
*(.text)
...
這個文件最終會以參數 -Xlinker --script -Xlinker vmlinux.lds 的形式傳給 gcc，並最終傳給鏈接器 ld 來控制其行爲。
ld 會將 .text 節的地址鏈接到 0xFFFFFFFF80100000 處。
關於內核 ELF 文件的入口地址(Entry point)，即 bootloader 移動完內核後，直接跳轉到的地址，
由ld 寫入 ELF的頭中，其會依次用下面的方法嘗試設置入口點，當遇到成功時則停止：
a. 命令行選項 -e entry
b. 腳本中的 ENTRY(symbol)
c. 如果有定義 start 符號，則使用start符號（symbol）
d. 如果存在 .text 節，則使用第一個字節的地址。
e. 地址0
注意到上面的 ld script 中，用 ENTRY 宏設置了內核的 entry point 是 kernel_entry，
因此內核取得控制權後執行的第一條指令是在 kernel_entry 處。
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linux 內核啓動的第一個階段是從 /arch/mips/kernel/head.s文件開始的。
而此處正是內核入口函數kernel_entry(),該函數定義在 /arch/mips/kernel/head.s文件裏。
kernel_entry()函數是體系結構相關的彙編語言，它首先初始化內核堆棧段，來爲創建系統中的第一個進程進行準備，
接着用一段循環將內核映像的未初始化數據段（bss段，在_edata和_end之間）清零，
最後跳轉到 /init/main.c 中的 start_kernel()初始化硬件平臺相關的代碼。
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
NESTED(kernel_entry, 16, sp) # kernel entry point
聲明函數 kernel_entry，函數的堆棧爲 16 byte，返回地址保存在 $sp 寄存器中。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
聲明函數入口
#define NESTED(symbol, framesize, rpc) \
.globl symbol; \
.align 2; \
.type symbol,@function; \
.ent symbol,0; \
symbol: .frame sp, framesize, rpc
彙編僞指令 frame 用來聲明堆棧佈局。
它有三個參數：
1）第一個參數 framereg：聲明用於訪問局部堆棧的寄存器，一般爲 $sp。
2）第二個參數 framesize：申明該函數已分配堆棧的大小，應該符合 $sp ＋ framesize ＝ 原來的 $sp。
3）第三個參數 returnreg：這個寄存器用來保存返回地址。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
kernel_entry_setup # cpu specific setup
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
這個宏一般爲空的，在 include/asm-mips/mach-generic/kernel-entry-init.h 文件中定義。
某些MIPS CPU需要額外的設置一些控制寄
存器，和具體的平臺相關，一般爲空宏；某些多核MIPS，啓動時所
有的core的入口一起指向 kernel_entry，然後在該宏裏分叉，
boot core 繼續往下，其它的則不停的判斷循環，直到boot core 喚醒之
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
setup_c0_status_pri
設置 cp0_status 寄存器
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
.macro setup_c0_status_pri
#ifdef CONFIG_64BIT
setup_c0_status ST0_KX 0
#else
setup_c0_status 0 0
#endif
.endm
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
ARC64_TWIDDLE_PC
除非 CONFIG_ARC64，否則爲空操作
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
#ifdef CONFIG_MIPS_MT_SMTC
mtc0 zero, CP0_TCCONTEXT__bss_start
mfc0 t0, CP0_STATUS
ori t0, t0, 0xff1f
xori t0, t0, 0x001e
mtc0 t0, CP0_STATUS
#endif
宏定義 CONFIG_MIPS_MT_SMTC 是使用多核的 SMTC Linux 時定義的。一般情況下不考慮。
MIPS已經開發出 SMP Linux的改進版，叫做SMTC(線程上下文對稱多處理) Linux。
SMTC Linux能理解輕量級 TC 的概念，並能因此減少某些與SMP Linux相關的開銷。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
PTR_LA t0, __bss_start # clear .bss
LONG_S zero, (t0)
PTR_LA t1, __bss_stop - LONGSIZE
1:
PTR_ADDIU t0, LONGSIZE
LONG_S zero, (t0)
bne t0, t1, 1b
清除 BSS 段，清 0。
變量 __bss_start 和 __bss_stop 在連接文件arch/mips/kernel/vmlinux.lds 中定義。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
LONG_S a0, fw_arg0 # firmware arguments
LONG_S a1, fw_arg1
LONG_S a2, fw_arg2
LONG_S a3, fw_arg3
把 bootloader 傳遞給內核的啓動參數保存在 fw_arg0，fw_arg1，fw_arg2，fw_arg3 變量中。
變量 fw_arg0 爲內核參數的個數，其餘分別爲字符串指針，爲 ＊＊＊ ＝ XXXX 的格式。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
MTC0 zero, CP0_CONTEXT # clear context register
清除 CP0 的 context register，這個寄存器用來保存頁表的起始地址。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
PTR_LA $28, init_thread_union
初始化 $gp 寄存器，這個寄存器的地址指向一個 union，
THREAD_SIZE 大小，最低處是一個thread_info 結構
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
PTR_LI sp, _THREAD_SIZE - 32
PTR_ADDU sp, $28
設置 $sp 寄存器，堆棧指針。 $sp = (init_thread_union 的地址) ＋ _THREAD_SIZE - 32
的得出 $sp 指向這個 union 結構的結尾地址 － 32 字節地址。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
set_saved_sp sp, t0, t1
把 這個 CPU 核的堆棧地址 $sp 保存到 kernelsp[NR_CPUS] 數組。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
如果定義了 CONFIG_SMP 宏，即多 CPU 核。
.macro set_saved_sp stackp temp temp2
#ifdef CONFIG_MIPS_MT_SMTC
mfc0 \temp, CP0_TCBIND
#else
MFC0 \temp, CP0_CONTEXT
#endif
LONG_SRL \temp, PTEBASE_SHIFT
LONG_S \stackp, kernelsp(\temp)
.endm
如果沒有定義 CONFIG_SMP 宏，單 CPU 核。
.macro set_saved_sp stackp temp temp2
LONG_S \stackp, kernelsp
.endm
變量 kernelsp 的定義，在 arch/mips/kernel/setup.c 文件中。
unsigned long kernelsp[NR_CPUS];
把 這個 CPU 核的堆棧地址 $sp 保存到 kernelsp[NR_CPUS] 數組。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
PTR_SUBU sp, 4 * SZREG # init stack pointer
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
j start_kernel
END(kernel_entry)
最後跳轉到 /arch/mips/kernel/main.c 中的 start_kernel()初始化硬件平臺相關的代碼。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
這個 init_thread_union 變量在 arch/mips/kernel/init_task.c 文件中定義。
union thread_union init_thread_union
__attribute__((__section__(".data.init_task"),
__aligned__(THREAD_SIZE))) =
{ INIT_THREAD_INFO(init_task) };
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問題：
1）這個 init_thread_union 結構體指針是怎麼初始化的？
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系統加電起動後，MIPS 處理器默認的程序入口是0xBFC00000，此地址在無緩存的KSEG1的地址區域內，
對應的物理地址是 0x1FC00000，即CPU從0x1FC00000開始取第一條指令，這個地址在硬件上已經確定爲FLASH的位置，
Bootloader將 Linux 內核映像拷貝到 RAM 中某個空閒地址處，然後一般有個內存移動操作，
目的地址在 arch/mips/Makefile 內指定：
load-$(CONFIG_MIPS_PB1550) += 0xFFFFFFFF80100000，
則最終bootloader定會將內核移到物理地址 0x00100000 處
上面Makefile 裏指定的的 load 地址，最後會被編譯系統寫入到 arch/mips/kernel/vmlinux.lds 中：
OUTPUT_ARCH(mips)
ENTRY(kernel_entry)
jiffies = jiffies_64;
SECTIONS
{
. = 0xFFFFFFFF80100000;
_text = .;
.text : {
*(.text)
...
這個文件最終會以參數 -Xlinker --script -Xlinker vmlinux.lds 的形式傳給 gcc，並最終傳給鏈接器 ld 來控制其行爲。
ld 會將 .text 節的地址鏈接到 0xFFFFFFFF80100000 處。
關於內核 ELF 文件的入口地址(Entry point)，即 bootloader 移動完內核後，直接跳轉到的地址，
由ld 寫入 ELF的頭中，其會依次用下面的方法嘗試設置入口點，當遇到成功時則停止：
a. 命令行選項 -e entry
b. 腳本中的 ENTRY(symbol)
c. 如果有定義 start 符號，則使用start符號（symbol）
d. 如果存在 .text 節，則使用第一個字節的地址。
e. 地址0
注意到上面的 ld script 中，用 ENTRY 宏設置了內核的 entry point 是 kernel_entry，
因此內核取得控制權後執行的第一條指令是在 kernel_entry 處。
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linux 內核啓動的第一個階段是從 /arch/mips/kernel/head.s文件開始的。
而此處正是內核入口函數kernel_entry(),該函數定義在 /arch/mips/kernel/head.s文件裏。
kernel_entry()函數是體系結構相關的彙編語言，它首先初始化內核堆棧段，來爲創建系統中的第一個進程進行準備，
接着用一段循環將內核映像的未初始化數據段（bss段，在_edata和_end之間）清零，
最後跳轉到 /init/main.c 中的 start_kernel()初始化硬件平臺相關的代碼。
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NESTED(kernel_entry, 16, sp) # kernel entry point
聲明函數 kernel_entry，函數的堆棧爲 16 byte，返回地址保存在 $sp 寄存器中。
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聲明函數入口
#define NESTED(symbol, framesize, rpc) \
.globl symbol; \
.align 2; \
.type symbol,@function; \
.ent symbol,0; \
symbol: .frame sp, framesize, rpc
彙編僞指令 frame 用來聲明堆棧佈局。
它有三個參數：
1）第一個參數 framereg：聲明用於訪問局部堆棧的寄存器，一般爲 $sp。
2）第二個參數 framesize：申明該函數已分配堆棧的大小，應該符合 $sp ＋ framesize ＝ 原來的 $sp。
3）第三個參數 returnreg：這個寄存器用來保存返回地址。
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kernel_entry_setup # cpu specific setup
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這個宏一般爲空的，在 include/asm-mips/mach-generic/kernel-entry-init.h 文件中定義。
某些MIPS CPU需要額外的設置一些控制寄
存器，和具體的平臺相關，一般爲空宏；某些多核MIPS，啓動時所
有的core的入口一起指向 kernel_entry，然後在該宏裏分叉，
boot core 繼續往下，其它的則不停的判斷循環，直到boot core 喚醒之
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setup_c0_status_pri
設置 cp0_status 寄存器
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.macro setup_c0_status_pri
#ifdef CONFIG_64BIT
setup_c0_status ST0_KX 0
#else
setup_c0_status 0 0
#endif
.endm
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ARC64_TWIDDLE_PC
除非 CONFIG_ARC64，否則爲空操作
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#ifdef CONFIG_MIPS_MT_SMTC
mtc0 zero, CP0_TCCONTEXT__bss_start
mfc0 t0, CP0_STATUS
ori t0, t0, 0xff1f
xori t0, t0, 0x001e
mtc0 t0, CP0_STATUS
#endif
宏定義 CONFIG_MIPS_MT_SMTC 是使用多核的 SMTC Linux 時定義的。一般情況下不考慮。
MIPS已經開發出 SMP Linux的改進版，叫做SMTC(線程上下文對稱多處理) Linux。
SMTC Linux能理解輕量級 TC 的概念，並能因此減少某些與SMP Linux相關的開銷。
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PTR_LA t0, __bss_start # clear .bss
LONG_S zero, (t0)
PTR_LA t1, __bss_stop - LONGSIZE
1:
PTR_ADDIU t0, LONGSIZE
LONG_S zero, (t0)
bne t0, t1, 1b
清除 BSS 段，清 0。
變量 __bss_start 和 __bss_stop 在連接文件arch/mips/kernel/vmlinux.lds 中定義。
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LONG_S a0, fw_arg0 # firmware arguments
LONG_S a1, fw_arg1
LONG_S a2, fw_arg2
LONG_S a3, fw_arg3
把 bootloader 傳遞給內核的啓動參數保存在 fw_arg0，fw_arg1，fw_arg2，fw_arg3 變量中。
變量 fw_arg0 爲內核參數的個數，其餘分別爲字符串指針，爲 ＊＊＊ ＝ XXXX 的格式。
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MTC0 zero, CP0_CONTEXT # clear context register
清除 CP0 的 context register，這個寄存器用來保存頁表的起始地址。
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PTR_LA $28, init_thread_union
初始化 $gp 寄存器，這個寄存器的地址指向一個 union，
THREAD_SIZE 大小，最低處是一個thread_info 結構
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PTR_LI sp, _THREAD_SIZE - 32
PTR_ADDU sp, $28
設置 $sp 寄存器，堆棧指針。 $sp = (init_thread_union 的地址) ＋ _THREAD_SIZE - 32
的得出 $sp 指向這個 union 結構的結尾地址 － 32 字節地址。
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set_saved_sp sp, t0, t1
把 這個 CPU 核的堆棧地址 $sp 保存到 kernelsp[NR_CPUS] 數組。
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如果定義了 CONFIG_SMP 宏，即多 CPU 核。
.macro set_saved_sp stackp temp temp2
#ifdef CONFIG_MIPS_MT_SMTC
mfc0 \temp, CP0_TCBIND
#else
MFC0 \temp, CP0_CONTEXT
#endif
LONG_SRL \temp, PTEBASE_SHIFT
LONG_S \stackp, kernelsp(\temp)
.endm
如果沒有定義 CONFIG_SMP 宏，單 CPU 核。
.macro set_saved_sp stackp temp temp2
LONG_S \stackp, kernelsp
.endm
變量 kernelsp 的定義，在 arch/mips/kernel/setup.c 文件中。
unsigned long kernelsp[NR_CPUS];
把 這個 CPU 核的堆棧地址 $sp 保存到 kernelsp[NR_CPUS] 數組。
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PTR_SUBU sp, 4 * SZREG # init stack pointer
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j start_kernel
END(kernel_entry)
最後跳轉到 /arch/mips/kernel/main.c 中的 start_kernel()初始化硬件平臺相關的代碼。
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這個 init_thread_union 變量在 arch/mips/kernel/init_task.c 文件中定義。
union thread_union init_thread_union
__attribute__((__section__(".data.init_task"),
__aligned__(THREAD_SIZE))) =
{ INIT_THREAD_INFO(init_task) };
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問題：
1）這個 init_thread_union 結構體指針是怎麼初始化的？