2. 内核解压-关中断进入svc模式

内核解压的代码在arch/arm/boot/compressed/head.S

start:.type   start,#function.rept   7__nop.endr
#ifndef CONFIG_THUMB2_KERNELmov r0, r0
#elseAR_CLASS(  sub pc, pc, #3  )   @ A/R: switch to Thumb2 modeM_CLASS(  nop.w           )   @ M: already in Thumb2 mode .thumb
#endifW(b)    1f   .word   _magic_sig  @ Magic numbers to help the loader.word   _magic_start    @ absolute load/run zImage address.word   _magic_end  @ zImage end address.word   0x04030201  @ endianness flag .word   0x45454545  @ another magic number to indicate.word   _magic_table    @ additional data table__EFI_HEADER
1:ARM_BE8(   setend  be      )   @ go BE8 if compiled for BE8AR_CLASS(  mrs r9, cpsr    )

首先将start定义成函数类型

然后放置了7个nop指令，由于没有配置THUMB2，所以会有指令 mov r0, r0 等同nop

也就是说内核上来就执行了8个nop指令

注意这里的__nop是一个宏定义 arch/arm/boot/compressed/efi-header.S

        .macro  __nop
#ifdef CONFIG_EFI_STUB@ This is almost but not quite a NOP, since it does clobber the @ condition flags. But it is the best we can do for EFI, since@ PE/COFF expects the magic string "MZ" at offset 0, while the @ ARM/Linux boot protocol expects an executable instruction@ there..inst   MZ_MAGIC | (0x1310 << 16)   @ tstne r0, #0x4d000
#elseAR_CLASS(  mov r0, r0      )   M_CLASS(  nop.w           )
#endif

平台是armv7A，所以上面就是8个 mov r0, r0指令

这里验证一下我们的猜想，首先看一个mov的机器码

其中cond的值如下

这样就可以知道mov r0, r0的机器码是 1110_0001_1010_0000_0000_0000_0000_0000 = 0xE1A00000

hexdump kernel/arch/arm/boot/zImage -n 64
0000000 0000 e1a0 0000 e1a0 0000 e1a0 0000 e1a0
*
0000020 0005 ea00 2818 016f 0000 0000 74c0 005c
0000030 0201 0403 4545 4545 3d40 0000 9000 e10f

对比压缩的内核镜像，可以看到确实如此，猜想没有问题

对于下面的.word其实也是可以看出来的，比如 _magic_sig = (0x016f2818);这个是vmlinux.lds中定义的，继续分析上面的数据

0000020 0005 ea00 <- W(b) 1f 2818 016f <- _magic_sig 0000 0000 <- _magic_start 74c0 005c <- _magic_end
0000030 0201 0403 <- 0x04030201 4545 4545 <- 0x45454545 3d40 0000 <- _magic_table 9000 e10f <- mrs r9, cpsr

cpsr寄存器如下

其中M bit

#ifdef CONFIG_ARM_VIRT_EXTbl  __hyp_stub_install  @ get into SVC mode, reversibly
#endif

这部分是虚拟化相关的，不了解

        mov r7, r1          @ save architecture IDmov r8, r2          @ save atags pointer#ifndef CONFIG_CPU_V7M/** Booting from Angel - need to enter SVC mode and disable* FIQs/IRQs (numeric definitions from angel arm.h source).* We only do this if we were in user mode on entry.*/mrs r2, cpsr        @ get current modetst r2, #3          @ not user?bne not_angelmov r0, #0x17       @ angel_SWIreason_EnterSVCARM(       swi 0x123456    )   @ angel_SWI_ARMTHUMB(     svc 0xab        )   @ angel_SWI_THUMB
not_angel:safe_svcmode_maskall r0msr spsr_cxsf, r9       @ Save the CPU boot mode in@ SPSR
#endif

首先判断是不是用户模式，只要最低2个bit不是0，那么就不是user模式。

对于非user模式进入的则跳到not_angle，对于通过angle进来的则是user模式，用户模式直接调用swi进入svc模式。

这里的angle百度了一下，好像是arm的调试协议，这里忽略。

arch/arm/include/asm/assembler.h

.macro safe_svcmode_maskall reg:req
#if __LINUX_ARM_ARCH__ >= 6 && !defined(CONFIG_CPU_V7M)/* 读取cpsr的值 */mrs \reg , cpsr/* HYP_MODE值是0x1a * 异或之后，只有bit[0] bit[2]可能值为1 */eor \reg, \reg, #HYP_MODE/* #define MODE_MASK     0x0000001f* bit[4:0]]*//* 判断cpsr的低5bits值* 如果是0，则Z=1* 否则Z=0*/tst \reg, #MODE_MASK/* 低5bits清0 */bic \reg , \reg , #MODE_MASK/* #define PSR_I_BIT   0x00000080 * #define PSR_F_BIT   0x00000040* #define SVC_MODE    0x00000013* 或操作* 关闭FIQ IRQ 设置为SVC模式*/orr \reg , \reg , #PSR_I_BIT | PSR_F_BIT | SVC_MODETHUMB(  orr \reg , \reg , #PSR_T_BIT    )  /* bne跳转的条件是z==0 * 也就是说明进来的时候不是用户模式*/  bne 1f/* 禁止异步中止 *//* asynchronous abort来自外部memory system，* 源于bus上的一些错误，例如不可恢复的ECC error */orr \reg, \reg, #PSR_A_BIT/* badr是一个宏 调用的是adr指令* adr     r0， _start  得到的是_start的当前执行位置，*       由 pc+offset 决定的 得到有效地址* ldr     r0， =_start  得到的是绝对的地址，链接时决定;*//* 这里为什么要提前保存lr ？ */badr    lr, 2f/** c － control field mask byte(xPSR[7:0])* x － extension field mask byte(xPSR[15:8])* s － status field mask byte(xPSR[23:16)* f － flags field mask byte(xPSR[31:24]).* reg的值写到spsr中*/msr spsr_cxsf, \reg__MSR_ELR_HYP(14)__ERET
1:  msr cpsr_c, \reg
2:
#else
/** workaround for possibly broken pre-v6 hardware* (akita, Sharp Zaurus C-1000, PXA270-based)*/setmode PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE, \reg
#endif
.endm

这章节有个疑惑，badr lr, 2f，为什么提前保存lr?

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