arm Linux系统启动之

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arm Linux系统启动之

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先来看下一些基础概念内核线程(thread)或叫守护进程(daemon),在操作系统中占据相当大的比例,当Linux操作系统启动以后,尤其是Xwindow也启动以后,你可以用”ps”命令查看系统中的进程,这时会发现很多以”d”结尾的进程名,这些进程就是内核线程。

内核线程也可以叫内核任务,它们周期性地执行,例如,磁盘高速缓存的刷新,网络连接的维护,页面的换入换出等等。在Linux中,内核线程与普通进程有一些本质的区别,从以下几个方面可以看出二者之间的差异:·      内核线程执行的是内核中的函数,而普通进程只有通过系统调用才能执行内核中的函数。·      内核线程只运行在内核态,而普通进程既可以运行在用户态,也可以运行在内核态。·     因为内核线程指只运行在内核态,因此,它只能使用大于PAGE_OFFSET(3G)的地址空间。另一方面,不管在用户态还是内核态,普通进程可以使用4GB的地址空间。

在系统start_kernel最后的一个函数,起来的是系统的1号线程kernel_init

 

这里我们来分析下kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND)其中的kernel_init。这里是我们建立的init进程。执行kernel_thread(kthreadd, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES)来启动内核线程kthreadd,它的工作是用来运行kthread_create_list全局链表中的kthread然后创建idle线程来占用掉cpu空闲时的时间片。

现在我们先看看kernel_init

进入kernel_init则在等待kthreadd_done的释放,这里就可以看见在reset_init中的对于thread的描述。lock_kernel则是系统的大内核锁,紧接着系统进行一系列的初始化。do_basic_setup是我们重点关注的函数

 

init_workqueues,初始化工作队列events,每个CPU一个,这里就是管理中断下半部的workqueue在这里初始化了 cpuset_init_smp因为没有配置CONFIG_CPUSETS,是个空函数。 usermodehelper_init,初始化工作队列khelper,每个CPU一个。 init_tmpfs,注册并安装tmpfs文件系统,它的file_system_type结构如下:

 driver_init,建立设备驱动模型sysfs的kset、kobject和subsystem结构,并向其中注册cpu、内存和总线的驱动。 init_irq_proc,向/proc文件系统中增加子目录irq来显示中断描述符表中的所有元素,在系统运行的时候我们可以通过cat /proc/interrupts来查看注册的中断和当前产生的中断数。 do_ctors????? 最关心的do_initcalls()下面详细分析

 

这里牵扯到内核中的init段。先看看module_init这个常用的接口函数(include/init.h)

 

可以看见上述宏定义,最终指向init段对于__early_initcall_end的定义可以参考(include/asm-generic/vmlinux.lds.h)

  这里在看

 

就应该明白在内核中的init的初始化的调用顺序了吧。在这里系统里所有的initcall就会被调用了,这是为了避免把所有代码集合到一块的一个方法。但是同一级别的init顺序则是由编译的链接顺序所决定的。

好了,相关的初始化完成之后,最后在kernel_init执行的是

 

这段代码检查是否有必要mount根文件系统,如果vmlinuz中带有initfamfs,而且其中已经有init,那么就不这么做了(我现在工作用的目标系统就是这样的,里面有个init),否则的话内核还要mount init所在的(也是所有用户态进程的最除根文件系统)根文件系统,挂在根文件系统和执行init是linux启动过程最后要做的事情

最后执行init_post

 

在这个函数可以看到释放了__init空间,释放了大内核锁,开始启动下一个init咯。

log_boot("Kernel_init_done");,so,kernel init到了这里也就告一段落了。

从启动过程可以看到涉及到内存管理,文件管理,时钟管理,进程管理,中断,调试,还有相关的机制等等。

路漫漫呀。。。



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