Linux5.x启动过程分析
Linux5.x启动过程 ARM Cotex_A7 RV1103
系统启动文件
arch/arm/kernel/head.S
//Kernel startup code for all 32-bit CPUs
//kernel启动执行的位置
Kernel startup entry point.
.arm
__HEAD
ENTRY(stext)
ARM_BE8(setend be ) @ ensure we are in BE8 mode
THUMB( badr r9, 1f ) @ Kernel is always entered in ARM.
THUMB( bx r9 ) @ If this is a Thumb-2 kernel,
THUMB( .thumb ) @ switch to Thumb now.
THUMB(1: )
bl __lookup_processor_type
bl __create_page_tables
ENTRY(__secondary_switched)
ldr sp, [r7, #12] @ get secondary_data.stack
mov fp, #0
b secondary_start_kernel
ENDPROC(__secondary_switched)
#include "head-common.S"
@第二段 C
b secondary_start_kernel
source/kernel$ grep "secondary_start_kernel" * -nr
arch/arm/kernel/head-nommu.S:119: b secondary_start_kernel
arch/arm/kernel/smp.c:382: " b secondary_start_kernel"
arch/arm/kernel/smp.c
asmlinkage void secondary_start_kernel(void)
{
struct mm_struct *mm = &init_mm;
unsigned int cpu;
secondary_biglittle_init();
cpu_init();
local_irq_enable();
local_fiq_enable();
local_abt_enable();
/*
* OK, it's off to the idle thread for us
*/
cpu_startup_entry(CPUHP_AP_ONLINE_IDLE);
void cpu_startup_entry(enum cpuhp_state state)
{
arch_cpu_idle_prepare();
cpuhp_online_idle(state);
while (1)
do_idle();
}
https://blog.csdn.net/eidolon_foot/article/details/132575397
void cpu_startup_entry(enum cpuhp_state state)
{
arch_cpu_idle_prepare();
cpuhp_online_idle(state);
while (1)
do_idle();
}
这个cpu_startup_entry()函数是Linux内核启动最后一个关键步骤,它完成CPU的在线初始化。
主要功能:
1. 调用arch_cpu_idle_prepare(),进行CPU空闲状态下的架构相关初始化。
2. 调用cpuhp_online_idle(),通知CPU热插拔子系统,CPU进入在线空闲状态。
3. 进入死循环,反复调用do_idle()函数,让CPU进入空闲状态。
do_idle()是一个架构相关的函数,它会让CPU进入低功耗的空闲状态,并等待下个任务的调度。
在多核系统中,每个CPU的idle线程都会调用这个函数,进入空闲循环,等待调度新任务来运行。
至此,Linux内核启动过程全部完成,硬件和CPU已经初始化完毕,可以正式运行应用程序和服务了。cpu_startup_entry函数让CPU进入正常的调度循环,这是操作系统运行的典型状态。
这段代码定义了一个名为cpu_startup_entry的函数，它接受一个enum cpuhp_state类型的参数state。
函数的作用是在CPU启动时执行一些初始化操作。具体步骤如下：
调用arch_cpu_idle_prepare()函数进行CPU空闲状态的准备。
调用cpuhp_online_idle(state)函数将CPU设置为在线空闲状态，其中state参数指定了CPU的状态。
进入一个无限循环（while (1)），在循环中不断调用do_idle()函数执行CPU的空闲操作。
这段代码的目的是在系统启动时将CPU置于空闲状态，并进行一些初始化操作，以确保系统的正常运行。
从kernel到init
参考博文
https://www.cnblogs.com/arnoldlu/p/10868354.html
#include "head-common.S"
arch/arm/kernel/head-common.S
bl __inflate_kernel_data @ decompress .data to RAM
bl memcpy @ copy .data to RAM
bl memset @ clear .bss
b start_kernel
init/main.c
asmlinkage __visible void __init __no_sanitize_address start_kernel(void)
{
/* Do the rest non-__init'ed, we're now alive */
arch_call_rest_init();
}
void __init __weak arch_call_rest_init(void)
{
rest_init();
}
noinline void __ref rest_init(void)
{
struct task_struct *tsk;
int pid;
pid = kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS);
cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE);
pid = kernel_thread(kthreadd, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES);
schedule_preempt_disabled();
/* Call into cpu_idle with preempt disabled */
cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE);
static int __ref kernel_init(void *unused)
{
if (execute_command) {
ret = run_init_process(execute_command);
if (!ret)
return 0;
panic("Requested init %s failed (error %d).",
execute_command, ret);
}
if (!try_to_run_init_process("/sbin/init") ||
!try_to_run_init_process("/etc/init") ||
!try_to_run_init_process("/bin/init") ||
!try_to_run_init_process("/bin/sh"))
return 0;
}
kernel/kthread.c
int kthreadd(void *unused)
{
set_task_comm(tsk, "kthreadd");-------修改内核线程名为kthreadd。
内核线程的创建是由kthreadd遍历kthread_create_list列表，然后取出成员，通过create_kthread()创建内核线程。
while (!list_empty(&kthread_create_list)) {
}
pid-0是所有进程/线程的祖先，init负责所有用户空间进程创建，kthreadd是所有内核线程的祖先。
busybox-1.27.2/init/init.c
/* Default sysinit script. */
#ifndef INIT_SCRIPT
# define INIT_SCRIPT "/etc/init.d/rcS"
#endif
static void console_init(void)
int init_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
//{
console_init();
/* Make sure environs is set to something sane */设置环境变量，SHELL指向/bin/sh。
putenv((char *) "HOME=/");
putenv((char *) bb_PATH_root_path);
putenv((char *) "SHELL=/bin/sh");
putenv((char *) "USER=root"); /* needed? why? */
//解析/etc/inittab文件，下面按照SYSINIT->WAIT->ONCE->RESPAWN|ASKFIRST顺序执行inittab内容。
parse_inittab();
}