powerpc-linux内核start_kernel之前启动分析（1）-开门见山_powerpc linux 启动

前段时间做了公司内核从arm处理器到一款powerpc处理器的移植（公司处理器换核，前期用FPGA仿真板进行了芯片验证和软件移植），借这个机会也学习了powerpc处理器的一些知识，对powerpc的内核启动也有所了解。
完成了arm版本内核start_kernel之前汇编分析，也想尝试写几篇文章对powerpc的启动进行分析，与大家分享。

在分析之前，首先罗嗦几句，这次移植工作之前我从来没有接触过powerpc相关的知识，因此是作为一个初学者来完成这次移植工作的。
初学者要完成一次完整的内核移植，我觉得首要一点是认真学习该处理器核的芯片手册，以我移植的处理器（ppc460s）为例，首先要找到该处理器核的芯片手册，不像SOC芯片手册会介绍SOC的外设资源，处理器核芯片手册介绍的是处理器内部逻辑以及特性，手册需要重点关注的几点有：
（1）地址空间管理，包括上电取指地址，MMU如何配置使用等
（2）寄存器定义，包括通用寄存器，特殊功能寄存器
（3）中断异常的定义，异常向量表如何定义和使用
（4）cache管理
（5）处理器核reset后如何初始化，处理器核手册会给出一些标准的步骤
（6）处理器核特定资源介绍，如ppc460s核内集成了timer，有指定指令进行操作

以上所述都是处理器核的特性，肯定会在处理器核的手册中进行介绍，学习了这些，再对基于该处理器核的SOC地址空间布局（看SOC手册，地址空间分布是由处理器核外的地址总线仲裁决定的）加以学习，对这款处理器就有了内在的了解。
当然处理器指令集也是一项处理器核特性，各架构处理器表面看最大的区别就是指令集不一样，但是我个人感觉指令集并不需要特别的关注，只需要看懂指令含义，会写最基本的指令即可，指令是我们操纵处理器的工具。处理器的核心区别还是在上述的几点。
每种架构处理器都会有些通用的处理器特性定义，也有专门的资料来介绍，可以与处理器核手册配合着看，如powerpc的BOOKE，MIPS的《see mips run》，ARM的《ARM指令体系架构》等。这些资料都对处理器的上述特性做了一些通用的定义。
linux内核在start_kernel之前的大部分工作都是对处理器核的一个初始化工作，将整个内核启动过程全部了解后你就会发现，内核启动其实就是一个处理器SOC由内到外进行初始化的过程！
了解了处理器核的特性，接下来就可以进行内核移植，内核移植的大体思路我总结了一篇文章，连接如下：
http://blog.csdn.net/skyflying2012/article/details/43281565

linux内核的入口是在_start，对于如何根据链接脚本来判断内核入口函数可以看我的arm内核启动分析第一篇文章：
http://blog.csdn.net/skyflying2012/article/details/41344377

kernel版本：3.4.55
处理器：ppc460s

今天首先来分析_start的前几行汇编，ppc460s属于ppc的44x系列，根据arch/powerpc/kernel/Makefile，_start在arch/powerpc/kernel/head_44x.S中。powerpc各个系列处理器差别较大，因此head文件也有好多个，本文只分析460s所属的head_44x.S，首先来看前几行汇编：

_ENTRY(_stext);
_ENTRY(_start);
    /*
     * nop指令在后面会被abatron_pteptrs页表指针替换掉
     * 
     */
    nop
    mr  r31,r3      /* save device tree ptr */
    li  r24,0       /* CPU number */

    //没有选RELOCATABLE，不走该分支
#ifdef CONFIG_RELOCATABLE
/*
 * Relocate ourselves to the current runtime address.
 * This is called only by the Boot CPU.
 * "relocate" is called with our current runtime virutal
 * address.
 * r21 will be loaded with the physical runtime address of _stext
 */
    bl  0f              /* Get our runtime address */
0:  mflr    r21             /* Make it accessible */
    addis   r21,r21,(_stext - 0b)@ha
    addi    r21,r21,(_stext - 0b)@l     /* Get our current runtime base */

    /*
     * We have the runtime (virutal) address of our base.
     * We calculate our shift of offset from a 256M page.
     * We could map the 256M page we belong to at PAGE_OFFSET and
     * get going from there.
     */
    lis r4,KERNELBASE@h
    ori r4,r4,KERNELBASE@l
    rlwinm  r6,r21,0,4,31           /* r6 = PHYS_START % 256M */
    rlwinm  r5,r4,0,4,31            /* r5 = KERNELBASE % 256M */
    subf    r3,r5,
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35