[鐵人賽] Day 19 ARM 第 7 章節 A64 常見錯誤

2024 iThome 鐵人賽

DAY 19

自我挑戰組

上班辦公室，下班讀書室：RISC-V / ARM64 體系結構編程與實踐系列第 19 篇

16th鐵人賽

ycliang

團隊晶心壯士III: ALcHemist

2024-09-19 21:04:03

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今日的行程：
辦公室：9:30 - 19:30
讀書室：19:30 - 21:00

正片開始

Unaligned Access

Memory 分為 device memory 和 normal memory
- 如果沒有 enable MMU，那麼對 RAM 的存取會是對 device memory 的存取，此時的 unalign access 會觸發一個 alignment 異常
- 如果 enable MMU，那麼對 RAM 的存取會是對 normal memory 的存取
  - 如果 SCTLR_ELx 的 A bitfield 是 1: 觸發 alignment 異常
  - 如果 SCTLR_ELx 的 A bitfield 是 0: 系統處理 unalign access

ldr x6, <label>    // x6 為 64 bit register
                   // 所以如果 label 沒有 align 8 byte，就會是 unalign access
ldr w6, <label>    // 同理，4 byte align

Register size matters

觀察 Linux head.S

https://elixir.bootlin.com/linux/v6.11/source/arch/arm64/kernel/head.S

b       primary_entry
--> primart_entry
        bl record_mmu_state    // 設定 Endian，
                               // kernel 有個 CONFIG_CPU_BIG_ENDIAN config，
                               // 並且清掉 SCTLR_ELx_M
        bl preserve_boot_args  // 非常字面上意思 XD
        ...
        adrp    x0, init_idmap_pg_dir // idmap 應該是 identity mapping 
                                      // (VA == PA)
        ...
        bl      __pi_create_init_idmap  // 不太確定 __pi_ 這個 prefix 
                                        // 怎麼安上去的，實作應該是在 
                                        // arch/arm64/kernel/pi/map_range.c 的
                                        // create_init_idmap
        ...
        bl init_kernel_el                // 設定 EL 的樣子XD
        bl __cpu_setup                   // arch/arm64/mm/proc.S
        b __primary_switch
        
        --> primary_switch
                ...
                bl __enable_mmu             // enable mmu
                ...
                ldr     x8, =__primary_switched
                adrp    x0, KERNEL_START    // __pa(KERNEL_START)
                br      x8
                
                --> __primary_switched
                        ...
                        bl start_kernel     // 接下來都是 C code 了

上述都是 boot hart 的流程，other hart 會在前一級的 boot loader 裡面 parking (透過 spin table 機制或是 PCSI 機制)，直到 boot hart 執行到 smp_init (boot_secondary) function，才會透過 interrupt 機制讓 other hart 跳到 kernel head.S 含有 secondary 字眼的 function 執行。