Linux核心代码分析

文章类别：C语言程序设计 | 发表日期:2008-9-24 14:37:28

(系统初始化start_kernel函数）

作者:大鹰mailto:e4gle@hackermail.com

至于x86的引导无非如下步骤：
1,cpu初始化自身，在固定位置执行一条指令。
2,这条指令条转到bios中。
3,bios找到启动设备并获取mbr,该mbr指向我们的lilo
4，bios装载并把控制权交给lilo
5，压缩内核自解压，并把控制权转交给解压内核。
简单点讲，就是cpu成为内核引导程序的引导程序的引导程序的引导程序，西西。
这时内核将跳转到start_kernel是/init/main.c的重点函数，main.c函数很多定义都是为此函数服务的，这里
我简要介绍一下这个函数的初始化流程。
初始化内核：
从start_kernel函数（/init/main.c）开始系统初始化工作，好，我们首先分析这个函数：
函数开始首先：
#ifdef __SMP__
static int boot_cpu = 1;
/* "current" has been set up, we need to load it now *//*定义双处理器用*/
if (!boot_cpu)
　 initialize_secondary();
boot_cpu = 0;
#endif
定义双处理器。
printk(linux_banner);　　　 /*打印linux banner*/
打印内核标题信息。
开始初始化自身的部分组件（包括内存，硬件终端，调度等），我来逐个分析其中的函数：
setup_arch(&command_line, &memory_start, &memory_end);/*初始化内存*/
返回内核参数和内核可用的物理地址范围
函数原型如下：
setup_arch(char **, unsigned long *, unsigned long *);
返回内存起始地址：
memory_start = paging_init(memory_start,memory_end);
看看paging_init的定义，是初始化请求页：
paging_init(unsigned long start_mem, unsigned long end_mem)（会在以后的内存治理子系统分析时具体介
绍）
{
int i;
struct memclust_struct * cluster;
struct memdesc_struct * memdesc;
/* initialize mem_map[] */
start_mem = free_area_init(start_mem, end_mem);/*遍历查找内存的空闲页*/
/* find free clusters, update mem_map[] accordingly */
memdesc = (struct memdesc_struct *)
　 (hwrpb->mddt_offset + (unsigned long) hwrpb);
cluster = memdesc->cluster;
for (i = memdesc->numclusters ; i > 0; i--, cluster++) {
　 unsigned long pfn, nr;
　 /* Bit 0 is console/PALcode reserved.　Bit 1 is
　　 non-volatile memory -- we might want to mark
　　 this for later */
　 if (cluster->usage & 3)
　 continue;
　 pfn = cluster->start_pfn;
　 if (pfn >= MAP_NR(end_mem)) /* if we overrode mem size */
　 continue;
　 nr = cluster->numpages;
　 if ((pfn + nr) > MAP_NR(end_mem)) /* if override in cluster */
　 nr = MAP_NR(end_mem) - pfn;
　 while (nr--)
　 clear_bit(PG_reserved, &mem_map[pfn++].flags);
}
memset((void *) ZERO_PAGE(0), 0, PAGE_SIZE);
return start_mem;
}
trap_init();　　 初始化硬件中断
/arch/i386/kernel/traps.c文件里定义此函数
sched_init()　　 初始化调度
/kernel/sched.c文件里有具体的调度算法（这些会在以后进程治理和调度的结构分析中具体介绍）
parse_options(command_line) 分析传给内核的各种选项（随后再具体介绍）
memory_start = console_init(memory_start,memory_end) 初始化控制台
memory_start = kmem_cache_init(memory_start, memory_end) 初始化内核内存cache（同样，在以后的内存
治理分析中介绍此函数）
sti()；接受硬件中断
kernel_thread(init, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES | CLONE_SIGHAND);
current->need_resched = 1; need_resched标志增加，调用schedule（调度里面会具体说明）
　 cpu_idle(NULL)　进入idle循环以消耗空闲的cpu时间片
已经基本完成内核初始化工作，已经把需要完成的少量责任传递给了init，所身于地工作不过是进入idle循环
以消耗空闲的cpu时间片。所以在这里调用了cpu_idle(NULL)，它从不返回，所以当有实际工作好处理时，该函
数就会被抢占。
parse_options函数：
static void __init parse_options(char *line)/*参数收集在一条长命令行中，内核被赋给指向该命令行头
部的指针*/
{
char *next;
　　　　 char *quote;
int args, envs;
if (!*line)
　 return;
args = 0;
envs = 1; /* TERM is set to 'linux' by default */
next = line;
while ((line = next) != NULL) {

　　　　　　　 quote = strchr(line,'"');
　　　　　　　 next = strchr(line, ' ');
　　　　　　　 while (next != NULL && quote != NULL && quote < next) {
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　 next = strchr(quote+1, '"');
　　　　　　　　　　　 if (next != NULL) {
　　　　　　　　　　　　　　　 quote = strchr(next+1, '"');
　　　　　　　　　　　　　　　 next = strchr(next+1, ' ');
　　　　　　　　　　　 }
　　　　　　　 }
　　　　　　　 if (next != NULL)
　　　　　　　　　　　 *next++ = 0;
　 /*
　 * check for kernel options first..
　 */
　 if (!strcmp(line,"ro")) {
　 root_mountflags |= MS_RDONLY;
　 continue;
　 }
　 if (!strcmp(line,"rw")) {
　 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
　 continue;
　 }
　 if (!strcmp(line,"debug")) {
　 console_loglevel = 10;
　 continue;
　 }
　 if (!strcmp(line,"quiet")) {
　 console_loglevel = 4;
　 continue;
　 }
　 if (!strncmp(line,"init=",5)) {
　 line += 5;
　 execute_command = line;
　 args = 0;
　 continue;
　 }
　 if (checksetup(line))
　 continue;
　
　 if (strchr(line,'=')) {
　 if (envs >= MAX_INIT_ENVS)
　　 break;
　 envp_init[++envs] = line;
　 } else {
　 if (args >= MAX_INIT_ARGS)
　　 break;
　 argv_init[++args] = line;
　 }
}
argv_init[args+1] = NULL;
envp_init[envs+1] = NULL;
}

原作者：大鹰

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