1.前言

kernel版本：5.10
平台：arm64

本专题主要基于《arm64_linux head.S的执行流程》系列文章，前者是基于3.18，本专题针对的是内核5.10。主要分析head.S的执行过程。本文主要记录head.S的preserve_boot_args执行过程。

2.preserve_boot_args

/*                                                                                                                                                                                   * Preserve the arguments passed by the bootloader in x0 .. x3                                                                                                                       */
SYM_CODE_START_LOCAL(preserve_boot_args)                                                                                                                                           mov     x21, x0                         // x21=FDT                                                                                                                           adr_l   x0, boot_args                   // record the contents ofstp     x21, x1, [x0]                   // x0 .. x3 at kernel entry                                                                                                          stp     x2, x3, [x0, #16]                                                                                                                                                    dmb     sy                              // needed before dc ivac with                                                                                                        // MMU off                                                                                                                           mov     x1, #0x20                       // 4 x 8 bytes                                                                                                                       b       __inval_dcache_area             // tail call
SYM_CODE_END(preserve_boot_args)

mov x21, x0

将x0的值（device tree的地址）暂存在x21寄存器中

adr_l x0, boot_args

将boot_args地址保存到x0

#arch/arm64/kernel/setup.c
/** The recorded values of x0 .. x3 upon kernel entry.                                                                                                                                */
u64 __cacheline_aligned boot_args[4];

在没有开启mmu的情况下，也没有创建页表，如何才能访问到boot_args，这里adr_l宏的定义如下：

/** Pseudo-ops for PC-relative adr/ldr/str <reg>, <symbol> where* <symbol> is within the range +/- 4 GB of the PC.*//*  * @dst: destination register (64 bit wide)* @sym: name of the symbol*/.macro  adr_l, dst, sym adrp    \dst, \symadd     \dst, \dst, :lo12:\sym.endm

此宏主要是通过adrp来实现，adrp得到一个大小为4KB的页的基址，而且在该页中有全局变量sym的地址；ADRP就是讲该页的基址存到寄存器dst中；
add指令会算出sym的地址，:lo12:\sym是一个偏移量；这样就得到了sym的地址dst;

引自：http://www.wowotech.net/215.html
由于MMU = off, D-cache = off，因此写入boot_args变量的操作都是略过data cache的，直接写入了RAM中

stp x21, x1, [x0]

stp x2, x3, [x0, #16]

将x21,x1,x2,x3保存到boot_args数组。

引自：http://www.wowotech.net/215.html
为何要保存x0～x3这四个寄存器呢？因为ARM64 boot protocol对启动时候的x0～x3这四个寄存器有严格的限制：x0是dtb的物理地址，x1～x3必须是0（非零值是保留将来使用）。在后续setup_arch函数执行的时候会访问boot_args并进行校验。

dmb sy

确保数据写入内存

b __inval_dcache_area

跳转到__inval_dcache_area执行无效cache操作

3. 总结

preserve_boot_args最主要的是将x21,x1,x2,x3保存到boot_args数组，x21保存着FDT的地址，x1,x2,x3保存bootloader传递的其它信息。由于MMU = off, D-cache = off，因此写入boot_args变量的操作都是略过data cache的，直接写入了RAM

参考文档

http://www.wowotech.net/215.html
ARM64的启动过程之（一）：内核第一个脚印
Documentation/arm64/booting.txt

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