vmlinux虚拟地址和物理地址的确定
(1) 下面是确定内核的虚拟地址、物理地址的关键信息, 感兴趣的同学可以自己看：
vmlinux虚拟地址的确定:
内核源码:
.config : CONFIG_PAGE_OFFSET=0xC0000000 arch/arm/include/asm/memory.h #define PAGE_OFFSET UL(CONFIG_PAGE_OFFSET) arch/arm/Makefile textofs-y := 0x00008000 TEXT_OFFSET := $(textofs-y) arch/arm/kernel/vmlinux.lds.S: . = PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET; // // 即0xC0000000+0x00008000 = 0xC0008000, vmlinux的虚拟地址为0xC0008000 arch/arm/kernel/head.S #define KERNEL_RAM_VADDR (PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET) // 即0xC0000000+0x00008000 = 0xC0008000
vmlinux物理地址的确定:
内核源码:
arch/arm/mach-s3c24xx/Makefile.boot : zreladdr-y += 0x30008000 // zImage自解压后得到vmlinux, vmlinux的存放位置 params_phys-y := 0x30000100 // tag参数的存放位置, 使用dtb时不再需要tag arch/arm/boot/Makefile: ZRELADDR := $(zreladdr-y) arch/arm/boot/Makefile: UIMAGE_LOADADDR=$(ZRELADDR) scripts/Makefile.lib: UIMAGE_ENTRYADDR ?= $(UIMAGE_LOADADDR) // 制作uImage的命令, uImage = 64字节的头部 + zImage, 头部信息中含有内核的入口地址(就是vmlinux的物理地址) cmd_uimage = $(CONFIG_SHELL) $(MKIMAGE) -A $(UIMAGE_ARCH) -O linux \ -C $(UIMAGE_COMPRESSION) $(UIMAGE_OPTS-y) \ -T $(UIMAGE_TYPE) \ -a $(UIMAGE_LOADADDR) -e $(UIMAGE_ENTRYADDR) \ -n $(UIMAGE_NAME) -d $(UIMAGE_IN) $(UIMAGE_OUT)
KERNEL_RAM_PADDR 0x30008000
在arm平台下，zImage.bin压缩镜像是由bootloader加载到物理内存，然后跳到zImage.bin里一段程序，它专门于将被压缩的kernel解压缩到KERNEL_RAM_PADDR开始的一段内存中，接着跳进真正的kernel去执行。该kernel的执行起点是stext函数， stext函数定义在Arch/arm/kernel/head.S，它的功能是获取处理器类型和机器类型信息，并创建临时的页表，然后开启MMU功能，并跳进第一个C语言函数start_kernel。
在分析stext函数前，先介绍此时内存的布局如下图所示
在开发板tqs3c2440中，SDRAM连接到内存控制器的Bank6中，它的开始内存地址是0x30000000，大小为64M，即0x20000000。 ARM Linux kernel将SDRAM的开始地址定义为PHYS_OFFSET。经bootloader加载kernel并由自解压部分代码运行后，最终kernel被放置到KERNEL_RAM_PADDR（=PHYS_OFFSET + TEXT_OFFSET，即0x30008000）地址上的一段内存，经此放置后，kernel代码以后均不会被移动。
在进入kernel代码前，即bootloader和自解压缩阶段，ARM未开启MMU功能。因此kernel启动代码一个重要功能是设置好相应的页表，并开启MMU功能。为了支持MMU功能，kernel镜像中的所有符号，包括代码段和数据段的符号，在链接时都生成了它在开启MMU时，所在物理内存地址映射到的虚拟内存地址。
以arm kernel第一个符号（函数）stext为例，在编译链接，它生成的虚拟地址是0xc0008000，而放置它的物理地址为0x30008000（还记得这是PHYS_OFFSET+TEXT_OFFSET吗？）。实际上这个变换可以利用简单的公式进行表示：va = pa – PHYS_OFFSET + PAGE_OFFSET。Arm linux最终的kernel空间的页表，就是按照这个关系来建立。
之所以较早提及arm linux 的内存映射，原因是在进入kernel代码，里面所有符号地址值为清一色的0xCXXXXXXX地址，而此时ARM未开启MMU功能，故在执行stext函数第一条执行时，它的PC值就是stext所在的内存地址（即物理地址，0x30008000）。因此，下面有些代码，需要使用地址无关技术（相对寻址）。
kernel建立临时页表
前面提及到，kernel里面的所有符号在链接时，都使用了虚拟地址值。在完成基本的初始化后，kernel代码将跳到第一个C语言函数start_kernl来执行，在哪个时候，这些虚拟地址必须能够对它所存放在真正内存位置，否则运行将为出错。为此，CPU必须开启MMU，但在开启MMU前，必须为虚拟地址到物理地址的映射建立相应的面表。在开启MMU后，kernel指并不马上将PC值指向start_kernl，而是要做一些C语言运行期的设置，如堆栈，重定义等工作后才跳到start_kernel去执行。在此过程中，PC值还是物理地址，因此还需要为这段内存空间建立va = pa的内存映射关系。当然，本函数建立的所有页表都会在将来paging_init销毁再重建，这是临时过度性的映射关系和页表。
在介绍__create_table_pages前，先认识一个macro pgtbl，它将KERNL_RAM_PADDR – 0x4000的值赋给rd寄存器，从下面的使用中可以看它，该值是页表在物理内存的基础，也即页表放在kernel开始地址下的16K的地方。
.macro pgtbl, rd
ldr \rd, =(KERNEL_RAM_PADDR - 0x4000)
.endm
地址无关
比如_lookup_processor_type
- # /* adr 是相对寻址，它的寻计算结果是将当前PC值加上3f符号与PC的偏移量，
- # * 而PC是物理地址，因此r3的结果也是3f符号的物理地址 */
- #
- # adr r3, 3f
ENTRY(stext)
kernel的链接脚本并不是直接提供的，而是提供了一个汇编文件vmlinux.lds.S，然后在编译的时候再去编译这个汇编文件得到真正的链接脚本vmlinux.lds。
为什么linux kernel不直接提供vmlinux.lds而要提供一个vmlinux.lds.S然后在编译时才去动态生成vmlinux.lds呢？
.lds文件中只能写死，不能用条件编译。但是我们在kernel中链接脚本确实有条件编译的需求（但是lds格式又不支持），于是乎kernel工作者找了个投机取巧的方法，就是把vmlinux.lds写成一个汇编格式，然后汇编器处理的时候顺便条件编译给处理了，得到一个不需要条件编译的vmlinux.lds。
从vmlinux.lds.S中 ENTRY(stext) 可以知道入口符号是stext，在SI中搜索这个符号，发现arch/arm/kernel/目录下的head.S和head-nommu.S中都有。
head.S是启用了MMU情况下的kernel启动文件，相当于uboot中的start.S。head-nommu.S是未使用mmu情况下的kernel启动文件。
内核启动文件head.S（汇编阶段）
内核运行的物理地址与虚拟地址（29-30）
KERNEL_RAM_VADDR（VADDR就是virtual address），这个宏定义了内核运行时的虚拟地址。值为0xC0008000
KERNEL_RAM_PADDR（PADDR就是physical address），这个宏定义内核运行时的物理地址。值为0x30008000
总结：内核运行的物理地址是0x30008000，对应的虚拟地址是0xC0008000。
内核运行硬件条件备注（59-76）
内核启动不是无条件的，而是有一定的先决条件，这个条件由启动内核的bootloader（我们这里就是uboot）来构建保证。
（1）内核的起始部分代码是被解压代码调用的。回忆之前讲zImage的时候，uboot启动内核后实际调用运行的是zImage前面的那段未经压缩的解压代码，解压代码运行时先将zImage后段的内核解压开，然后再去调用运行真正的内核入口。并在开始时MMU和D-cache是关闭的，I-cache任意，并且寄存器r0，r1，r2传的参数与uboot阶段时最后的theKernel函数传参对应。所以uboot中最后theKernel (0, machid, bd->bi_boot_params);执行内核时，运行时实际把0放入r0中，machid放入到了r1中，bd->bi_boot_params放入到了r2中。ARM的这种处理技巧刚好满足了kernel启动的条件和要求。
（2）kernel启动时MMU是关闭的，因此硬件上需要的是物理地址。但是内核是一个整体（zImage）只能被连接到一个地址（不能分散加载），这个连接地址肯定是虚拟地址。因此内核运行时前段head.S中尚未开启MMU之前的这段代码必须是位置无关码（pc使用的是物理地址），而且其中涉及到操作硬件寄存器等时必须使用物理地址。
（3）通过linux/arch/arm/tools/mach-types目录中查找对应的机器码。
（4）不要添加没有用的代码在这里，这里的代码只是用来boot loader的。
