linux内核镜像的加载地址和入口地址

Posted 2021-03-14 Oudeyang

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linux内核启动时几个关键地址  
1、名词解释
ZTEXTADDR  解压代码运行的开始地址。没有物理地址和虚拟地址之分，因为此时MMU处于关闭状态。这个地址不一定时RAM的地址，可以是支持读写寻址的flash等存储中介。  

ZRELADDR  内核启动在RAM中的物理地址。压缩的内核映像被解压到这个地址，然后执行。  
           This is the address where the decompressed kernel will be written, and eventually executed. The following constraint must be valid:     
                      __virt_to_phys(TEXTADDR) == ZRELADDR  The initial part of the kernel is carefully coded to be position independent.  
                      
TEXTADDR  内核启动的虚拟地址，与ZRELADDR相对应。一般内核启动的虚拟地址为RAM的第一个bank地址加上0x8000。        
          TEXTADDR = PAGE_OFFSET + TEXTOFFST  Virtual start address of kernel, normally PAGE_OFFSET + 0x8000.
          This is where the kernel image ends up. With the latest kernels, it must be located at 32768 bytes into a 128MB region.
          Previous kernels placed a restriction of 256MB here.   
          
TEXT_OFFSET  内核偏移地址，即内核起始位置相对于内存起始位置的偏移，对于相对于物理内存还是相对于虚拟内存都是一样的结果。在arch/arm/makefile中设定。   

PHYS_OFFSET  RAM第一个bank的物理起始地址，即物理内存的起始地址。
             Physical start address of the first bank of RAM.   
             PAGE_OFFSET  RAM第一个bank的虚拟起始地址，即内核虚拟地址空间的起始地址。
              
2、小结  
从上面分析可知道，linux内核被bootloader拷贝到RAM后，解压代码从ZTEXTADDR开始运行（这段代码是与位置无关的PIC）。
内核被解压缩到ZREALADDR处，也就是内核启动的物理地址处。
相应地，内核启动的虚拟地址被设定为TEXTADDR，满足如下条件：
  TEXTADDR = PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET 内核启动的物理地址和虚拟地址满足入下条件：  
  ZRELADDR == virt_to_phys(PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET)= virt_to_phys(TEXTADDR)
  假定开发板为smdk2410，则有：
  内核启动的虚拟地址 TEXTADDR  = 0xC0008000 内核启动的物理地址   ZRELADDR  = 0x30008000  
  如果直接从flash中启动还需要设置ZTEXTADDR地址。

 

uboot引导linux内核镜像（uImage）启动时，会有2个地址

加载地址（Load Address），即内核镜像整体要放置的内存空间位置
入口地址（Entry Point），即从内核镜像中开始执行的地址
示意图如下，

 

 

其中，内核镜像的加载地址是100，入口地址是180，也就是说内核镜像本身要加载到内存地址为100的地方，然后从地址180开始执行内核代码（一般是_start指示的tag位置）。

uboot启动内核的步骤是

先把内核镜像uImage拷贝到内存某个位置上
然后使用bootm命令去启动内存里的内核镜像
如果我们没有把内核镜像uImage拷贝到指定的加载地址，那么bootm就会把内核镜像在内存中移动到指定的加载地址上，然后再去从内核的入口地址开始执行。

加载地址和入口地址在uImage的开头部分有定义，这是编译内核镜像时指定的。
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