跟踪分析Linux内核的启动过程

华为云博客 技术博客 15493 6

跟踪分析Linux内核的启动过程

使用 gdb 跟踪调试内核

  • 使用 qemu

    qemu -kernel linux-3.18.6 /arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -s -S
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    参数：

    • -s：在初始化时冻结 CPU
    • -S: 为 gdb 分配1234端口

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  • gdb 调试

    另开 shell

    gdb
(gdb) file linux-3.18.6/vmlinux  #在 gdb 界面中 target remote之前加载符号表
(gdb) target remote :1234   #建立连接
(gdb) break start_kernel #设置断点
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从 start_kernel 开始到 init 进程启动

  • set_task_stack_end_magic()

    为了检测栈溢出

  • smp_setup_processor_id（）

    设置对称多处理器

  • cgroup_init_early ()

    初始化 Control Groups

    *Control Groups provide a mechanism for aggregating/partitioning sets of
    tasks, and all their future children, into hierarchical groups with
    specialized behaviour.*

  • page_address_init()

    页地址初始化（属于内存管理部分）

  • setup_arch()

    setup_arch - architecture-specific boot-time initializations

  • build_all_zonelists()

    Called with zonelists_mutex held always unless system_state == SYSTEM_BOOTING.

  • page_alloc_init ()

  • setup_log_buf ()

    初始化log 缓冲区（kernel/printk/printk.c）

  • pidhash_init ()

    初始化 pid 哈希表

    The pid hash table is scaled according to the amount of memory in the machine. From a minimum of 16 slots up to 4096 slots at one gigabyte or more.

  • vfs_caches_init_early ()

  • sort_main_extable ()

    Sort the kernel’s built-in exception table

  • trap_init ()

    初始化中断向量

  • mm_init ()

    内存管理初始化

  • sched_init ()

    调度服务初始化

  • ……

  • rest_init()

    剩余初始化

    • kernel_init:init进程
    • kthreadd:内核线程
    • cpu_idle进程：代码中一直循环，如果系统中没有可执行的进程时，执行 idle 进程

总结

  • 在 start_kernel执行到最后部分时，在 rest_init 中 新建了kernel_init 进程，kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS);，init 进程是系统中的1号进程，是以后所有用户态进程的祖先，然后新建kthreadd进程，pid = kernel_thread(kthreadd, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES);，kthreadd 作为2号进程，是所有内核线程的祖先，在cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE)中，是一个 while（1）循环，始终有一个 idle 进程在执行，如果系统还总没有任何可以执行的进程时，idle 进程会执行。

最后引用孟宁老师的一段话：

道生一：（start_kernel）

一生二：(kernel_init 和 kthreadd)

二生三：（即0，1，2号进程）

三生万物：（1号进程是所有用户态进程祖先，2号进程是所有内核线程祖先）

文章来源: blog.csdn.net，作者：冰水比水冰，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。

原文链接：blog.csdn.net/luoyhang003/article/details/46832177

（完）