Linux内核镜像学习笔记

内核镜像的vmlinux是一个ELF格式，
vmlinux: ELF 64-bit LSB pie executable, ARM aarch64, version 1 (SYSV), statically linked, with debug_info, not stripped
可通过readelf -S命令来查看linux的image镜像的各个段;

有

• 头代码段(.head.text)包括
  • primary_entry
  • preserve_boot_args
  • map_memory初始页表相关工具宏定义
  • __create_page_tables初始页表
• 正式代码段.text包括:

内核镜像关键符号变量

• PAGE_OFFSET、KIMAGE_VADDR、PHYS_OFFSET符号
  • 前两个是符号，编译阶段确定的，静态的。PHYS_OFFSET应该是变量。
  • PAGE_OFFSET: 页偏移。内核线性映射的虚拟地址起始基准。
    定义有

    #define VA_BITS			(CONFIG_ARM64_VA_BITS)
    #define _PAGE_OFFSET(va)	(-(UL(1) << (va)))
    #define PAGE_OFFSET		(_PAGE_OFFSET(VA_BITS))
    

    典型值: 0xffffff8000000000 (VA_BITS=48)
  • KIMAGE_VADDR:内核镜像的虚拟起始地址。
    实际上就是代码段的起始地址。等同于_text符号。也即.head.text段的起始。
    典型值: ffffffc010000000
  • PHYS_OFFSET: 物理偏移。定义了主内存在物理地址空间的开始位置。
    典型值: 0x00200000。
    注意: 和__PHYS_OFFSET区分。__PHYS_OFFSET仅用于内核引导阶段。而PHYS_OFFSET适用于内核引导后的工作。
• kimage_vaddr和kimage_voffset
  • 都是变量。
  • kimage_vaddr: 等同于KIMAGE_VADDR
  • kimage_voffset: kimage_vaddr - __PHYS_OFFSET (这里)。用于提供
    定义有

内核地址转换

• 内核的虚拟地址到物理地址有两种转换方式: 线性和镜像转换。
  • 线性转换是指:内核动态内存分配(kmalloc、__get_free_pages)的内存区。
  • 镜像转换是指: 内核镜像的代码段和静态变量。
  • 转换函数定义如下
    @arch/arm64/include/asm/memory.h

    #define __is_lm_address(addr)	(((u64)(addr) ^ PAGE_OFFSET) < (PAGE_END - PAGE_OFFSET))
    #define __lm_to_phys(addr)	(((addr) & ~PAGE_OFFSET) + PHYS_OFFSET)
    #define __kimg_to_phys(addr)	((addr) - kimage_voffset)