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Linux內(nèi)核啟動流程之start_kernel問題

 更新時間:2024年01月11日 10:22:11   作者:嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)  
這篇文章主要介紹了Linux內(nèi)核啟動流程之start_kernel問題,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助,如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

Linux內(nèi)核啟動流程start_kernel

參考注釋

目錄:/init/main.c

asmlinkage __visible void __init __no_sanitize_address start_kernel(void)
{
	char *command_line;
	char *after_dashes;

	set_task_stack_end_magic(&init_task);/*設(shè)置任務(wù)棧結(jié)束魔術(shù)數(shù),用于棧溢出檢測*/
	smp_setup_processor_id();/*跟 SMP 有關(guān)(多核處理器),設(shè)置處理器 ID*/
	debug_objects_early_init();/* 做一些和 debug 有關(guān)的初始化 */
	init_vmlinux_build_id();

	cgroup_init_early();/* cgroup 初始化,cgroup 用于控制 Linux 系統(tǒng)資源*/

	local_irq_disable();/* 關(guān)閉當前 CPU 中斷 */
	early_boot_irqs_disabled = true;

	/*
	 * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
	 * enable them.
	 * 中斷關(guān)閉期間做一些重要的操作,然后打開中斷
	 */
	boot_cpu_init();/* 跟 CPU 有關(guān)的初始化 */
	page_address_init();/* 頁地址相關(guān)的初始化 */
	pr_notice("%s", linux_banner);/* 打印 Linux 版本號、編譯時間等信息 */
	early_security_init();
	
	/* 系統(tǒng)架構(gòu)相關(guān)的初始化,此函數(shù)會解析傳遞進來的
	* ATAGS 或者設(shè)備樹(DTB)文件。會根據(jù)設(shè)備樹里面
	* 的 model 和 compatible 這兩個屬性值來查找
	* Linux 是否支持這個單板。此函數(shù)也會獲取設(shè)備樹
	* 中 chosen 節(jié)點下的 bootargs 屬性值來得到命令
	* 行參數(shù),也就是 uboot 中的 bootargs 環(huán)境變量的
	* 值,獲取到的命令行參數(shù)會保存到 command_line 中
	*/
	setup_arch(&command_line);
	setup_boot_config();
	setup_command_line(command_line);/* 存儲命令行參數(shù) */
	
	/* 如果只是 SMP(多核 CPU)的話,此函數(shù)用于獲取
	* CPU 核心數(shù)量,CPU 數(shù)量保存在變量 nr_cpu_ids 中。
	*/
	setup_nr_cpu_ids();
	setup_per_cpu_areas();/* 在 SMP 系統(tǒng)中有用,設(shè)置每個 CPU 的 per-cpu 數(shù)據(jù) */
	smp_prepare_boot_cpu();	/* arch-specific boot-cpu hooks */
	boot_cpu_hotplug_init();

	build_all_zonelists(NULL);/* 建立系統(tǒng)內(nèi)存頁區(qū)(zone)鏈表 */
	page_alloc_init();/* 處理用于熱插拔 CPU 的頁 */

	/* 打印命令行信息 */ 
	pr_notice("Kernel command line: %s\n", saved_command_line);
	/* parameters may set static keys */
	jump_label_init();
	parse_early_param();/* 解析命令行中的 console 參數(shù) */
	after_dashes = parse_args("Booting kernel",
				  static_command_line, __start___param,
				  __stop___param - __start___param,
				  -1, -1, NULL, &unknown_bootoption);
	print_unknown_bootoptions();
	if (!IS_ERR_OR_NULL(after_dashes))
		parse_args("Setting init args", after_dashes, NULL, 0, -1, -1,
			   NULL, set_init_arg);
	if (extra_init_args)
		parse_args("Setting extra init args", extra_init_args,
			   NULL, 0, -1, -1, NULL, set_init_arg);

	/* Architectural and non-timekeeping rng init, before allocator init */
	random_init_early(command_line);

	/*
	 * These use large bootmem allocations and must precede
	 * kmem_cache_init()
	 */
	setup_log_buf(0);/* 設(shè)置 log 使用的緩沖區(qū)*/
	vfs_caches_init_early(); /* 預(yù)先初始化 vfs(虛擬文件系統(tǒng))的目錄項和索引節(jié)點緩存*/
	sort_main_extable();/* 定義內(nèi)核異常列表 */
	trap_init();/* 完成對系統(tǒng)保留中斷向量的初始化 */
	mm_init();/* 內(nèi)存管理初始化 */

	ftrace_init();

	/* trace_printk can be enabled here */
	early_trace_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();/* 初始化調(diào)度器,主要是初始化一些結(jié)構(gòu)體 */

	if (WARN(!irqs_disabled(),
		 "Interrupts were enabled *very* early, fixing it\n"))
		local_irq_disable();/* 檢查中斷是否關(guān)閉,如果沒有的話就關(guān)閉中斷 */
	radix_tree_init();/* 基數(shù)樹相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)初始化 */
	maple_tree_init();

	/*
	 * Set up housekeeping before setting up workqueues to allow the unbound
	 * workqueue to take non-housekeeping into account.
	 */
	housekeeping_init();

	/*
	 * Allow workqueue creation and work item queueing/cancelling
	 * early.  Work item execution depends on kthreads and starts after
	 * workqueue_init().
	 */
	workqueue_init_early();

	rcu_init();/* 初始化 RCU,RCU 全稱為 Read Copy Update(讀-拷貝修改) */

	/* Trace events are available after this */
	trace_init();/* 跟蹤調(diào)試相關(guān)初始化 */

	if (initcall_debug)
		initcall_debug_enable();

	context_tracking_init();
	/* init some links before init_ISA_irqs() */
	
	/* 初始中斷相關(guān)初始化,主要是注冊 irq_desc 結(jié)構(gòu)體變
	* 量,因為 Linux 內(nèi)核使用 irq_desc 來描述一個中斷。
	*/
	early_irq_init();
	init_IRQ();/* 中斷初始化 */
	tick_init();/* tick 初始化 */
	rcu_init_nohz();
	init_timers();/* 初始化定時器 */
	srcu_init();
	hrtimers_init();/* 初始化高精度定時器 */
	softirq_init();/* 軟中斷初始化 */
	timekeeping_init();
	time_init();/* 初始化系統(tǒng)時間 */

	/* This must be after timekeeping is initialized */
	random_init();

	/* These make use of the fully initialized rng */
	kfence_init();
	boot_init_stack_canary();

	perf_event_init();
	profile_init();
	call_function_init();
	WARN(!irqs_disabled(), "Interrupts were enabled early\n");

	early_boot_irqs_disabled = false;
	local_irq_enable();/* 使能中斷 */

	kmem_cache_init_late();/* slab 初始化,slab 是 Linux 內(nèi)存分配器 */

	/*
	 * 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.
	 */
	/* 初始化控制臺,之前 printk 打印的信息都存放
	 * 緩沖區(qū)中,并沒有打印出來。只有調(diào)用此函數(shù)
	 * 初始化控制臺以后才能在控制臺上打印信息。
	 */
	console_init();
	if (panic_later)
		panic("Too many boot %s vars at `%s'", panic_later,
		      panic_param);

	lockdep_init();

	/*
	 * 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();/* 鎖自測 */ 

	/*
	 * This needs to be called before any devices perform DMA
	 * operations that might use the SWIOTLB bounce buffers. It will
	 * mark the bounce buffers as decrypted so that their usage will
	 * not cause "plain-text" data to be decrypted when accessed.
	 */
	mem_encrypt_init();

#ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
	if (initrd_start && !initrd_below_start_ok &&
	    page_to_pfn(virt_to_page((void *)initrd_start)) < min_low_pfn) {
		pr_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
	setup_per_cpu_pageset();
	numa_policy_init();
	acpi_early_init();
	if (late_time_init)
		late_time_init();
	sched_clock_init();
	/* 測定 BogoMIPS 值,可以通過 BogoMIPS 來判斷 CPU 的性能
	* BogoMIPS 設(shè)置越大,說明 CPU 性能越好。
	*/
	calibrate_delay();
	pid_idr_init();
	anon_vma_init();/* 生成 anon_vma slab 緩存 */ 
#ifdef CONFIG_X86
	if (efi_enabled(EFI_RUNTIME_SERVICES))
		efi_enter_virtual_mode();
#endif
	thread_stack_cache_init();
	cred_init();/* 為對象的每個用于賦予資格(憑證) */
	fork_init();/* 初始化一些結(jié)構(gòu)體以使用 fork 函數(shù) */
	proc_caches_init();/* 給各種資源管理結(jié)構(gòu)分配緩存 */
	uts_ns_init();
	key_init();/* 初始化密鑰 */
	security_init();/* 安全相關(guān)初始化 */
	dbg_late_init();
	net_ns_init();
	vfs_caches_init();/* 虛擬文件系統(tǒng)緩存初始化 */
	pagecache_init();
	signals_init();/* 初始化信號 */
	seq_file_init();
	proc_root_init();/* 注冊并掛載 proc 文件系統(tǒng) */
	nsfs_init();
	/* 初始化 cpuset,cpuset 是將 CPU 和內(nèi)存資源以邏輯性
	* 和層次性集成的一種機制,是 cgroup 使用的子系統(tǒng)之一
	*/
	cpuset_init();
	cgroup_init();/* 初始化 cgroup */
	taskstats_init_early();/* 進程狀態(tài)初始化 */
	delayacct_init();

	poking_init();
	check_bugs();/* 檢查寫緩沖一致性 */

	acpi_subsystem_init();
	arch_post_acpi_subsys_init();
	kcsan_init();

	/* Do the rest non-__init'ed, we're now alive */
	/* 調(diào)用 rest_init 函數(shù) */
	/* 創(chuàng)建 init、kthread、idle 線程 */
	arch_call_rest_init();

	prevent_tail_call_optimization();
}

總結(jié)

以上為個人經(jīng)驗,希望能給大家一個參考,也希望大家多多支持腳本之家。

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