MACHINE_START-内核板级初始化实现机制（linux3.1.0）

转：https://blog.csdn.net/charliewangg12/article/details/41518549

在驱动开发时，我们都是以一块开发板为基础移植驱动程序。每一块开发板对应一个板级文件，如开发

TI AM335x系列，则对应board-am335xevm.c,这个文件完成芯片和板级的初始化工作。对于驱动开发，还有

一个很重要的文件devices.c,这个文件主要是设备接口相关资源。

今天就来说说board-am335xevm.c文件，如何全面的了解这个文件呢？先找到这个文件的入口，在文件的

最后几行：

1. MACHINE_START(AM335XEVM, "am335xevm")
2. /* Maintainer: Texas Instruments */
3. .atag_offset    = 0x100,
4. .map_io     = am335x_evm_map_io,
5. .init_irq   = ti816x_init_irq,
6. .init_early = am335x_init_early,
7. .timer      = &omap3_am33xx_timer,
8. .init_machine   = am335x_evm_init,
9. MACHINE_END

看以看出，am335x_evm_map_io，i816x_init_irq,am335x_init_early,am335x_evm_init就是各个初始化函数

的总入口函数。

下面来分析一下这几个函数是如何被调用，何时被调用的？

1. #define MACHINE_START(_type,_name)          \
2. static const struct machine_desc __mach_desc_##_type    \
3. __used                         \
4. __attribute__((__section__(".arch.info.init"))) = {    \
5. .nr     = MACH_TYPE_##_type,        \
6. .name       = _name,
7. #define MACHINE_END             \
8. };

宏展开之后得到：

1. static const struct machine_desc __mach_desc_AM335XEVM  \
2. __attribute__((__used__))              \
3. __attribute__((__section__(".arch.info.init"))) = {    \
4. .nr     = MACH_TYPE_AM335XEVM,      \
5. .name       = _name,
6. .atag_offset    = 0x100,
7. .map_io     = am335x_evm_map_io,
8. .init_irq   = ti816x_init_irq,
9. .init_early = am335x_init_early,
10. .timer      = &omap3_am33xx_timer,
11. .init_machine   = am335x_evm_init,
12. };

__mach_desc_AM335XEVM是一个struct machine_desc 类型结构体，这个结构体存放的段是

.arch.info.init，这里注意一下，后边匹配machine_desc的时候就是到这个段中寻找，然后根据nr的值匹配。

1. struct machine_desc {
2. unsigned int        nr;     /* architecture number  */
3. const char      *name;      /* architecture name    */
4. unsigned long       boot_params;    /* tagged list      */
5. unsigned long       atag_offset;    /* tagged list (relative) */
6. const char      **dt_compat;    /* array of device tree
7. * 'compatible' strings */
8. unsigned int        nr_irqs;    /* number of IRQs */
9. #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
10. unsigned long       dma_zone_size;  /* size of DMA-able area */
11. #endif
12. unsigned int        video_start;    /* start of video RAM   */
13. unsigned int        video_end;  /* end of video RAM */
14. unsigned int        reserve_lp0 :1; /* never has lp0    */
15. unsigned int        reserve_lp1 :1; /* never has lp1    */
16. unsigned int        reserve_lp2 :1; /* never has lp2    */
17. unsigned int        soft_reboot :1; /* soft reboot      */
18. void            (*fixup)(struct machine_desc *,
19. struct tag *, char **,
20. struct meminfo *);
21. void            (*reserve)(void);/* reserve mem blocks  */
22. void            (*map_io)(void);/* IO mapping function  */
23. void            (*init_early)(void);
24. void            (*init_irq)(void);
25. struct sys_timer    *timer;     /* system tick timer    */
26. void            (*init_machine)(void);
27. #ifdef CONFIG_MULTI_IRQ_HANDLER
28. void            (*handle_irq)(struct pt_regs *);
29. #endif
30. };

内核启动的时候跳转的C语言入口在main.c/start_kernel(void)，start_kernel(void)会调用setup_arch（），

接下来看看setup_arch():

1. void __init setup_arch(char **cmdline_p)
2. {
3. struct machine_desc *mdesc;
4. unwind_init();
5. setup_processor();
6. /*__atags_pointer是uboot传递的参数地址 0x80000100*/
7. mdesc = setup_machine_fdt(__atags_pointer);
8. /*由于参数非设备树结构，返回NULL*/
9. if (!mdesc)
10. mdesc = setup_machine_tags(machine_arch_type);
11. machine_desc = mdesc;
12. machine_name = mdesc->name
13. .........
14. }

首先使用mdesc = setup_machine_fdt(__atags_pointer)获取mdes，__atags_pointer是uboot传递的

参数存放位置，这里等于0x80000100，后边会解释。setup_machine_fdt（）起作用的话，需要uboot传递的

参数是设备树device tree的存放方式，我们实际使用的是tags_list方式，所以这里返回值为NULL。
所以是通过mdesc =  setup_machine_tags(machine_arch_type)获得的machine desc，machine_arch_type

是uboot传递的machid。
setup_machine_tags（）中：

1. for_each_machine_desc(p)
2. f (nr == p->nr) {
3. printk("Machine: %s\n", p->name);
4. mdesc = p;
5. break;

nr= machid=MACH_TYPE_AM335XEVM=3589是uboot传递过来的，内核中的MACH_TYPE_AM335XEVM

在/include/generated/mach-types.h中定义，这个文件是动态产生的。产生过程请参考

http://blog.csdn.net/charliewangg12/article/details/41483261

在mach-types.h中定义：
 #define MACH_TYPE_AM335XEVM  3589

如何确定是哪个machine_desc，从machine_desc存放的段中选择机器码与从uboot传递过来的机器号

nr比较，相等即得到了machine_desc。

1. #define for_each_machine_desc(p) for (p = __arch_info_begin; p < __arch_info_end; p++)

__arch_info_begin是machine_desc存放的位置，通过属性定义

1. //在setup_machine_fdt(__atags_pointer)中使用的__atags_pointer由此传递

uboot的参数传递给内核：
uboot的板级文件evm.c中定义了板级信息

1. int board_evm_init()
2. {
3. gd->bd->bi_arch_number=MACH_TYPE_TIAM335EVM;
4. gd->bd->bi_boot_params=PHYS_DRAM_1+0x100;  //PHYS_DRAM_1=0x80000000
5. }

当使用bootm启动内核的时候，调用了do_bootm_linux函数：

1. int do_bootm_linux(int flag ,int argc ,char *argv[] , bootm_headers_t *images)
2. {
3. bd_t *bd=gd->bd;
4. int machid=bd->bi_arch_number;
5. /*使用device tree 结构传递参数，我们没有使用这种方式*/
6. #ifdef CONFIG_OF_LIBFDT
7. if(images->ft_len)
8. return bootm_linux_fdt(machid,images);
9. #endif
10. #if defined (CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS) || defined (CONFIG_CMDLINE_TAG) || .........
11. setup_start_tag(bd);
12. #endif
13. #if  defined (CONFIG_CMDLINE_TAG)
14. setup_commandline_tag(bd,commandline);
15. #endif
16. kernel_entry(0,machid,bd->bi_arch_number);
17. //r0=0,
18. //r1=machid=3589  machine type number，在setup_machine_tags(machine_arch_type)中<pre name="code" class="cpp"><span style="white-space:pre">    </span>//machine_arch_type由此传递
19. // r2=bd->bi_arch_number=0x80000100  physical address of tagged list in system RAM，<pre name="code" class="cpp"><span style="white-space:pre">   </span>//在setup_machine_fdt(__atags_pointer)中使用的__atags_pointer由此传递

1. }

通过以上分析，已经可以知道内核是如何找到__mach_desc_AM335XEVM，那何时去使用这个结构体定义

的函数呢？
我们知道全局变量赋值给machine_desc = mdesc，后边使用machine_desc指向各个函数进行调用。

.map_io:
/init/main.c/start_kernel(void)->setup_arch-> paging_init(mdesc) ->paging_init(mdesc)->devicemaps_init

init_early:
setup_arch-> mdesc->init_early()

init_irq:
/init/main.c/start_kernel(void)->init_IRQ()->machine_desc->init_irq()
(mdesc) ->devicemaps_init() -> mdesc->map_io()
time_init:
start_kernel() --> time_init()->system_timer = machine_desc->timer;system_timer->init()

init_machine，是通过arch_initcall(customize_machine)调用的。
.init_machine ：

1. setup.c/arch_initcall(customize_machine);
2. static int __init customize_machine(void)
3. {
4. /* customizes platform devices, or adds new ones */
5. if (machine_desc->init_machine)
6. machine_desc->init_machine();
7. return 0;
8. }
9. arch_initcall(customize_machine);

调用先后顺序是：
map_io
init_early
init_irq
time_init
init_machine
全部是在start_kernel()和setup_arch()中完成的。