接下来介绍main.c 中的start_kernel()函数
asmlinkage void __init start_kernel(void)
{
char * command_line;
extern struct kernel_param __start___param[], __stop___param[];
printk(KERN_NOTICE "<lujiado>smp_setup_processor_id->start/n");
smp_setup_processor_id();
// 当只有一个 CPU的时候这个函数就什么也不做,所以就把它定义为空,但是如 //果有多个 CPU的时候那么它就返回在启动的时候的那个 CPU的 ID,而这个函数 //在配置了多 CPU的时候是有定义的。
//
printk(KERN_NOTICE "<lujiado>smp_setup_processor_id->end/n");
/*
* Need to run as early as possible, to initialize the
* lockdep hash:
*/
lockdep_init();
// lockdep_init();
// 定义在 include/linux/lockdep.h文件中
// // define lockdep_init() do { } while (0)
// 它是一个宏,什么也不做
debug_objects_early_init();
/*
* Set up the the initial canary ASAP:
*第四个函数是 debug_objects_early_init();
//定义在 include/linux/debugobjects.h文件中
//static inline void debug_objects_early_init(void) { }
/// 它是个内联函数,什么也不做
*/
boot_init_stack_canary();
cgroup_init_early();
// cgroup_init_early();
// 它定义在 include/linux/cgroup.h
// static inline int cgroup_init_early(void) { return 0; }
// 它是一个内联函数,什么也不做
local_irq_disable();
//它定义在 include/asm-alpha/system.h文件中
// #define local_irq_disable() do { setipl(IPL_MAX);barrier(); } while(0)
// 它是一个宏,执行 setipl(IPL_MAX);和 barrier()函数,其中 IPL_MAX为 7, //setipl()也是宏,也在该文件中定义,为: #define
// setipl(ipl) ((void)
/// swpipl(ipl)),而 barrier()定义在 arch/powerpc/boot/io.h文件中,为:
/// static
/// inline void barrier(void)
///
//// {
////
///
//// asm
//// volatile("" : : : "memory");
//// }
//// 用于实现内存屏蔽
early_boot_irqs_off();
/*它定义在文件 include/linux/lockdep.h中,为: static
inline void early_boot_irqs_off(void) {}
是一个内联函数,什么也不做 */
early_init_irq_lock_class();
/* 它定义在文件 include/linux/lockdep.h中,为: static
inline void early_init_irq_lock_class(void){}
是个内联函数,什么也不做 */
/*
* Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
* enable them
*/
lock_kernel();
tick_init();
boot_cpu_init();
/*
lock_kernel()定义在文件 include/linux/smp_lock.h中,为:
#define lock_kernel() do { } while(0)是个宏,什么也不做
tick_init()定义在文件 include/linux/tick.h,为:
staticinline void tick_init(void) { }是个内联函数,什么也不做
boot_cpu_init();定义在文件 init/main.c函数中,它定义为:
static
void __init boot_cpu_init(void)
{
int
cpu = smp_processor_id();
/*
Mark the boot cpu "present", "online" etc for
SMP and UP case */
cpu_set(cpu, cpu_online_map);
cpu_set(cpu, cpu_present_map);
cpu_set(cpu, cpu_possible_map);
}
它企图激活第一个处理器,其中函数 smp_processor_id()定义在 include/linux/smp.h文件中,它返回当前 CPU
ID,定义为 :
#ifdef
CONFIG_DEBUG_PREEMPT
extern unsigned int debug_smp_processor_id(void);
#
define smp_processor_id() debug_smp_processor_id()
#else
#
define smp_processor_id() raw_smp_processor_id()
#endif
如果 DEBUG_PREEMPT使能的话,我们需检查它是否在安全抢占模式下,一般当它使用在非抢占临界区或一个和当前 CPU绑定的线程上,它是安全的, ram_smp_processor_id()只在内部使用,它是一个宏定义,为 :#define
raw_smp_processor_id() 0
*/
page_address_init();
/*
page_address_init(),它定义在 include/linux/mm.h,也是一个宏,实现: #define
page_address_init() do { } while(0),什么也不做
[*]然后是打印语句 printk(KERN_NOTICE);其中 KERN_NOTICE定义在文件 include/linux/kernel.h中,实现如下:
#define
KERN_EMERG "" /* system is unusable
*/
#define
KERN_ALERT "" /* action must be taken
immediately */
#define
KERN_CRIT "" /* critical conditions
*/
#define
KERN_ERR "" /* error conditions
*/
#define
KERN_WARNING "" /* warning conditions
*/
#define
KERN_NOTICE "" /* normal but significant
condition */
#define
KERN_INFO "" /* informational
*/
#define
KERN_DEBUG "" /* debug-level messages
*/
[*]然后打印语句 printk(linux_banner);
其中 linux_banner定义在 init/version.c中,具体定义如下:
/*
FIXED STRINGS! Don't touch! */
const
char linux_banner[] =
"Linux
version " UTS_RELEASE " (" LINUX_COMPILE_BY "@"
LINUX_COMPILE_HOST
") (" LINUX_COMPILER ") " UTS_VERSION "/n";
*/
printk(KERN_NOTICE "%s", linux_banner);
setup_arch(&command_line); /* 初始化内存 */
//返回内核参数和内核可用的物理地址范围
printk(KERN_NOTICE "init start_kernel()->setup_arch end/n ");
mm_init_owner(&init_mm, &init_task);// // 空函数 /include/linux/sched.h /kernel/fork.c 实现
printk(KERN_NOTICE "init start_kernel()->mm_init_owner end/n ");
setup_command_line(command_line);
// 保存命令行,以备后用,此保存空间需申请
// 这个函数调用完了,就开始执行下面初始化函数
printk(KERN_NOTICE "init start_kernel()->setup_command_line() end/n ");
setup_nr_cpu_ids(); // 空函数
setup_per_cpu_areas();//设置每个 CPU的信息,单核 CPU为空函数
smp_prepare_boot_cpu(); /* arch-specific boot-cpu hooks */
//设置启动的 CPU 为在线状态 . 在多 CPU 架构下
// 第一个启动的 cpu 启动到一定阶段后,开始启动其它的 cpu ,它会为每个后来启动的 cpu 创建一个 0 号进程,而这些 0 号进程的堆栈的 thread_info 结构中的 cpu 成员变量则依次被分配出来(利用 alloc_cpu_id() 函数)并设置好,这样当这些 cpu 开始运行的时候就有了自己的逻辑 cpu 号。
build_all_zonelists(NULL);// // 建立内存区域链表
page_alloc_init();//内存页初始化,此处无执行
printk(KERN_NOTICE "Kernel command line: %s/n", boot_command_line);
parse_early_param();//没有解释
parse_args("Booting kernel", static_command_line, __start___param,
__stop___param - __start___param,
&unknown_bootoption);
/*
* These use large bootmem allocations and must precede
* kmem_cache_init()
*/
pidhash_init();//进程哈希表初始化
vfs_caches_init_early();//建立节点哈希表和数据缓冲哈希表 sort_main_extable();////对异常处理函数进行排序
trap_init(); //初始化硬件中断 /arch/i386/kernel/traps.c 文件里定义此函数
mm_init();
/*
* Set up the scheduler prior starting any interrupts (such as the
* timer interrupt). Full topology setup happens at smp_init()
* time - but meanwhile we still have a functioning scheduler.
*/
sched_init();//初始化调度 /kernel/sched.c 文件里有详细的调度算法(这些会
/// 在以后进程管理和调度的结构分析中详细介绍)
/*
* Disable preemption - early bootup scheduling is extremely
* fragile until we cpu_idle() for the first time.
*/
preempt_disable();////启动阶段系统比较脆弱,禁止进程调度
if (!irqs_disabled()) {
printk(KERN_WARNING "start_kernel(): bug: interrupts were "
"enabled *very* early, fixing it/n");
local_irq_disable();
}
rcu_init();//linux2.6 的一种互斥访问机制
radix_tree_init();
/* init some links before init_ISA_irqs() */
early_irq_init();
init_IRQ();//中断向量初始化
prio_tree_init();////初始化优先级数组
init_timers();///定时器初始化
hrtimers_init();///高精度时钟初始化
softirq_init();//软中断初始化
timekeeping_init();////系统时间初始化
time_init();
profile_init();//空函数
if (!irqs_disabled())
printk(KERN_CRIT "start_kernel(): bug: interrupts were "
"enabled early/n");
early_boot_irqs_on();
local_irq_enable();
/* Interrupts are enabled now so all GFP allocations are safe. */
gfp_allowed_mask = __GFP_BITS_MASK;
kmem_cache_init_late();
/*
* HACK ALERT! This is early. We're enabling the console before
* we've done PCI setups etc, and console_init() must be aware of
* this. But we do want output early, in case something goes wrong.
*/
console_init();//打印终端初始化
if (panic_later)
panic(panic_later, panic_param);
lockdep_info();
/*
* Need to run this when irqs are enabled, because it wants
* to self-test [hard/soft]-irqs on/off lock inversion bugs
* too:
*/
locking_selftest();
#ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
if (initrd_start && !initrd_below_start_ok &&
page_to_pfn(virt_to_page((void *)initrd_start)) < min_low_pfn) {
printk(KERN_CRIT "initrd overwritten (0x%08lx < 0x%08lx) - "
"disabling it./n",
page_to_pfn(virt_to_page((void *)initrd_start)),
min_low_pfn);
initrd_start = 0;
}
#endif
page_cgroup_init();
enable_debug_pagealloc();
kmemtrace_init();
kmemleak_init();
debug_objects_mem_init();
idr_init_cache();//创建 idr 缓冲区
setup_per_cpu_pageset();// 采用的是一致性内存,此函数为空
numa_policy_init();// 采用的是一致性内存,此函数为空
if (late_time_init)
late_time_init();
sched_clock_init();
calibrate_delay();//校准延时函数的精确度,实际上是校准 loops_per_jiffy 全局变量,即每个时钟滴答内 CPU 执行的指令数
pidmap_init();//进程号位图初始化,一般用一个 page 来指示所有的进程 PID 占用情况
anon_vma_init();//空函数
#ifdef CONFIG_X86
if (efi_enabled)
efi_enter_virtual_mode();
#endif
thread_info_cache_init();//空函数
cred_init();
fork_init(totalram_pages); //初始化 kernel 的 fork() 环境。 Linux 下应用程序执行是靠系统调用 fork() 完成, fork_init 所完成的工作就是确定可以 fork() 的线程的数量,然后是初始化 init_task 进程
proc_caches_init();//为 proc 文件系统创建高速缓存 buffer_init();
key_init();();//没有键盘则为空,如果有键盘,则为键盘分配一个高速缓存
security_init();//空函数 dbg_late_init();
vfs_caches_init(totalram_pages); //虚拟文件系统挂载,这个函数的是重点,需要研究一下。
signals_init();////创建并初始化信号队列
/* rootfs populating might need page-writeback */
page_writeback_init();//CPU 在内存中开辟高速缓存, CPU 直接访问高速缓存提以高速度。当 cpu 更新了高速缓存的数据后,需要定期将高速缓存的数据写回到存储介质中,比如磁盘和 flash 等。这个函数初始化写回的周期
#ifdef CONFIG_PROC_FS
proc_root_init();//// 如果配置了 proc 文件系统,则需初始化并加载 proc 文件系统。在根目录的 proc 文件夹就是 proc 文件系统,这个文件系统是 ram 类型的,记录系统的临时数据,系统关机后不会写回到 flash
#endif
cgroup_init();//没有配置 cgroup ,此函数为空
cpuset_init();//单 CPU ,此函数为空
taskstats_init_early();//进程状态初始化,实际上就是分配了一个存储线程状态的高速缓存
delayacct_init();//空函数
check_bugs();//空函数
acpi_early_init(); /* before LAPIC and SMP init *///空函数
sfi_init_late();
ftrace_init();
/* Do the rest non-__init'ed, we're now alive */
rest_init();
}