Linux汇编启动relocate重定向分析
relocaterelocate重定向，就是在开启mmu。开启mmu的操作就是将一级页表的地址以及权限写到satp寄存器中，这就算开启mmu了。
#ifdef config_mmu la a0, early_pg_dir //跳转到relocate前，先把第一级页表early_pg_dir的地址存入a0 call relocate //跳转到relocate,开启mmu#endifrelocate有两次开启mmu的操作，第一次开启mmu使用的是setup_vm()建立的trampoline_gd_dir页表，这页表保存的是kernel的前2m内存。第二次开启mmu使用的是early_pg_dir页表，这个页表映射了整个kernel内存以及dtb的4m空间。
如果trampoline_pg_dir或者early_pg_dir这两个页表的映射没弄好的话，开启mmu的时候就会失败，所以页表的建立十分关键。页表创建后续再深究，下面分析relocate汇编代码。
计算返回地址
返回地址就是ra加上虚拟地址和物理地址之间的偏移量，这个是固定偏移量。page_offset是kernel入口地址对应的虚拟地址，_start就是kernel入口地址的虚拟地址，page_offset - _start就得到它们之间的偏移，然后再和ra相加，就是返回地址。/* relocate return address */ li a1, page_offset la a2, _start sub a1, a1, a2 add ra, ra, a1将异常入口1f的虚拟地址写入stvec寄存器
因为一旦开启mmu，地址都变成了虚拟地址，原来访问的都是物理地址，开启mmu时，地址发生了改变，va != pa，从而进入异常，所以要先设置异常入口地址，此时的异常入口为1f。/* point stvec to virtual address of intruction after satp write */ la a2, 1f add a2, a2, a1 csrw csr_tvec, a2提前计算切换到early_pg_dir页表要写入satp的值再进入relocate之前，就已经把early_pg_dir赋值给a0了，所以a0是early_pg_dir。srl是逻辑右移，mmu使用的是sv39，虚拟地址39位，物理地址56位：
低12位是偏移量，所以page_shift等于12，将early_pg_dir地址右移12位存到a2。根据satp寄存器定义：
mode等于0x8代表使用sv39 mmu，0x0代表不进行地址翻译，即不开启mmu。这里stap_mode为sv39，即0x8。将early_pg_dir地址和satp_mode进行或运算后，即可得到写入satp寄存器的值，最后保存到a2。
/* compute satp for kernel page tables, but don't load it yet */ srl a2, a0, page_shift li a1, satp_mode //sv39 mmu or a2, a2, a1第一次开启mmu，使用trampoline_pg_dir页表satp值的计算和上述是一样的。开启mmu之前，通过sfence.vma命令先刷新tlb。此时开启mmu，就会进入下面的标号为1的汇编段
la a0, trampoline_pg_dir srl a0, a0, page_shift or a0, a0, a1 sfence.vma csrw csr_satp, a0进入异常1f段，重新设置异常入口为.lsecondary_park，然后切换到early_pg_dir页表，相当于第二次开启mmu。此时，如果之前建立的early_pg_dir页表不对，则会就进入.lsecondary_park。.lsecondary_park里面是个wfi指令，是个死循环。
完整relocate汇编代码：
relocate: /* relocate return address */ li a1, page_offset la a2, _start sub a1, a1, a2 add ra, ra, a1 /* point stvec to virtual address of intruction after satp write */ la a2, 1f add a2, a2, a1 csrw csr_tvec, a2 /* compute satp for kernel page tables, but don't load it yet */ srl a2, a0, page_shift li a1, satp_mode or a2, a2, a1 /* * load trampoline page directory, which will cause us to trap to * stvec if va != pa, or simply fall through if va == pa. we need a * full fence here because setup_vm() just wrote these ptes and we need * to ensure the new translations are in use. */ la a0, trampoline_pg_dir srl a0, a0, page_shift or a0, a0, a1 sfence.vma csrw csr_satp, a0.align 21: /* set trap vector to spin forever to help debug */ la a0, .lsecondary_park csrw csr_tvec, a0 /* reload the global pointer */.option push.option norelax la gp, __global_pointer$.option pop /* * switch to kernel page tables. a full fence is necessary in order to * avoid using the trampoline translations, which are only correct for * the first superpage. fetching the fence is guarnteed to work * because that first superpage is translated the same way. */ csrw csr_satp, a2 sfence.vma ret
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如果trampoline_pg_dir或者early_pg_dir这两个页表的映射没弄好的话，开启mmu的时候就会失败，所以页表的建立十分关键。页表创建后续再深究，下面分析relocate汇编代码。
计算返回地址
返回地址就是ra加上虚拟地址和物理地址之间的偏移量，这个是固定偏移量。page_offset是kernel入口地址对应的虚拟地址，_start就是kernel入口地址的虚拟地址，page_offset - _start就得到它们之间的偏移，然后再和ra相加，就是返回地址。/* relocate return address */ li a1, page_offset la a2, _start sub a1, a1, a2 add ra, ra, a1将异常入口1f的虚拟地址写入stvec寄存器
因为一旦开启mmu，地址都变成了虚拟地址，原来访问的都是物理地址，开启mmu时，地址发生了改变，va != pa，从而进入异常，所以要先设置异常入口地址，此时的异常入口为1f。/* point stvec to virtual address of intruction after satp write */ la a2, 1f add a2, a2, a1 csrw csr_tvec, a2提前计算切换到early_pg_dir页表要写入satp的值再进入relocate之前，就已经把early_pg_dir赋值给a0了，所以a0是early_pg_dir。srl是逻辑右移，mmu使用的是sv39，虚拟地址39位，物理地址56位：
低12位是偏移量，所以page_shift等于12，将early_pg_dir地址右移12位存到a2。根据satp寄存器定义：
mode等于0x8代表使用sv39 mmu，0x0代表不进行地址翻译，即不开启mmu。这里stap_mode为sv39，即0x8。将early_pg_dir地址和satp_mode进行或运算后，即可得到写入satp寄存器的值，最后保存到a2。
/* compute satp for kernel page tables, but don't load it yet */ srl a2, a0, page_shift li a1, satp_mode //sv39 mmu or a2, a2, a1第一次开启mmu，使用trampoline_pg_dir页表satp值的计算和上述是一样的。开启mmu之前，通过sfence.vma命令先刷新tlb。此时开启mmu，就会进入下面的标号为1的汇编段
la a0, trampoline_pg_dir srl a0, a0, page_shift or a0, a0, a1 sfence.vma csrw csr_satp, a0进入异常1f段，重新设置异常入口为.lsecondary_park，然后切换到early_pg_dir页表，相当于第二次开启mmu。此时，如果之前建立的early_pg_dir页表不对，则会就进入.lsecondary_park。.lsecondary_park里面是个wfi指令，是个死循环。
完整relocate汇编代码：
relocate: /* relocate return address */ li a1, page_offset la a2, _start sub a1, a1, a2 add ra, ra, a1 /* point stvec to virtual address of intruction after satp write */ la a2, 1f add a2, a2, a1 csrw csr_tvec, a2 /* compute satp for kernel page tables, but don't load it yet */ srl a2, a0, page_shift li a1, satp_mode or a2, a2, a1 /* * load trampoline page directory, which will cause us to trap to * stvec if va != pa, or simply fall through if va == pa. we need a * full fence here because setup_vm() just wrote these ptes and we need * to ensure the new translations are in use. */ la a0, trampoline_pg_dir srl a0, a0, page_shift or a0, a0, a1 sfence.vma csrw csr_satp, a0.align 21: /* set trap vector to spin forever to help debug */ la a0, .lsecondary_park csrw csr_tvec, a0 /* reload the global pointer */.option push.option norelax la gp, __global_pointer$.option pop /* * switch to kernel page tables. a full fence is necessary in order to * avoid using the trampoline translations, which are only correct for * the first superpage. fetching the fence is guarnteed to work * because that first superpage is translated the same way. */ csrw csr_satp, a2 sfence.vma ret
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