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2012年(35)

2011年(28)

分类: LINUX

2012-02-21 23:58:57

 

Linux2.6启动3--start_kernel

 

当内核与体系架构相关的汇编代码执行完毕,即跳入start_kernel。这个函数在kernel/init/main.c中。由于这部分涉及linux众多数据结构的初始化,包括内核命令行解析,内存缓冲区建立初始化,页面分配和初始化,虚拟文件系统建立,根文件系统挂载,驱动文件挂载,二进制程序文件的执行等,限于篇幅和理解水平,只能流程上的大致梳理,以上提及方面后期再做详细分析。为保证准确性,参考了一部分书籍和网上技术文档,如有疑问请及时提出,共同学习探讨。

 

asmlinkage void __init start_kernel(void)

{

       char * command_line;

       extern struct kernel_param __start___param[], __stop___param[];

//这里引用两个符号,是内核编译脚本定位的内核参数起始地址

       smp_setup_processor_id();//CPU架构的初始化,目前我们的高通linux侧是单核的,此多核不做分析

       unwind_init();//本架构中没有用

       lockdep_init();//本架构为空

       debug_objects_early_init();

       cgroup_init_early();

 

       local_irq_disable();

       early_boot_irqs_off();

       early_init_irq_lock_class();

 

       lock_kernel();//本架构为空函数

       tick_init();

//时钟中断初始化函数,调用 clockevents_register_notifier 函数向 clockevents_chain 时钟事件链注册时钟控制函数 tick_notifier。这是个回调函数,指明了当时钟事件发生变化时应该执行的哪些操作,比如时钟的挂起操作等

       boot_cpu_init();//用于多核CPU的初始化

       page_address_init();//用于高地址内存,我们都用32CPU,此函数为空

       printk(KERN_NOTICE);

       printk(linux_banner);

       setup_arch(&command_line);

//具体看一下这个架构初始化函数完成哪些功能

void __init setup_arch(char **cmdline_p)

{

       struct tag *tags = (struct tag *)&init_tags;//定义了一个默认的内核参数列表

       struct machine_desc *mdesc;

       char *from = default_command_line;

 

       setup_processor();//汇编的CPU初始化部分已讲过,不再讨论

       mdesc = setup_machine(machine_arch_type);

       machine_name = mdesc->name;

 

       if (mdesc->soft_reboot)

              reboot_setup("s");

 

       if (__atags_pointer)

              tags = phys_to_virt(__atags_pointer);

       else if (mdesc->boot_params)

              tags = phys_to_virt(mdesc->boot_params);

//由于MMU单元已打开,此处需要而boot_params是物理地址,需要转换成虚拟地址才能访问,因为此时CPU访问的都是虚拟地址

       /*

        * If we have the old style parameters, convert them to

        * a tag list.

        */

//内核参数列表第一项必须是ATAG_CORE类型

       if (tags->hdr.tag != ATAG_CORE)//如果不是,则需要转换成新的内核参数类型,新的内核参数类型用下面struct tag结构表示

              convert_to_tag_list(tags);//此函数完成新旧参数结构转换

struct tag {

       struct tag_header hdr;

       union {

              struct tag_core             core;

              struct tag_mem32 mem;

              struct tag_videotext      videotext;

              struct tag_ramdisk       ramdisk;

              struct tag_initrd     initrd;

              struct tag_serialnr  serialnr;

              struct tag_revision revision;

              struct tag_videolfb       videolfb;

              struct tag_cmdline cmdline;

       } u;

};

//旧的内核参数列表用下面结构表示

struct param_struct {

    union {

       struct {

           unsigned long page_size;           /*  0 */

           unsigned long nr_pages;            /*  4 */

           unsigned long ramdisk_size;             /*  8 */

           unsigned long flags;            /* 12 */

。。。。。。。。。。。。//较长,省略

}

 

       if (tags->hdr.tag != ATAG_CORE)//如果没有内核参数

              tags = (struct tag *)&init_tags;//则选用默认的内核参数

 

       if (mdesc->fixup)

              mdesc->fixup(mdesc, tags, &from, &meminfo);//用内核参数列表填充meminfo

 

       if (tags->hdr.tag == ATAG_CORE) {

              if (meminfo.nr_banks != 0)

                     squash_mem_tags(tags);

              save_atags(tags);

              parse_tags(tags);//解析内核参数列表,然后调用内核参数列表的处理函数对这些参数进行处理。比如,如果列表为命令行,则最终会用parse_tag_cmdlin函数进行解析,这个函数用_tagtable编译连接到了内核里

__tagtable(ATAG_CMDLINE, parse_tag_cmdline);

       }

//下面是记录内核代码的起始,结束虚拟地址

       init_mm.start_code = (unsigned long) &_text;

       init_mm.end_code   = (unsigned long) &_etext;

       init_mm.end_data   = (unsigned long) &_edata;

       init_mm.brk      = (unsigned long) &_end;

//下面是对命令行的处理,刚才在参数列表处理parse_tag_cmdline函数已把命令行拷贝到了from空间

       memcpy(boot_command_line, from, COMMAND_LINE_SIZE);

       boot_command_line[COMMAND_LINE_SIZE-1] = '/0';

       parse_cmdline(cmdline_p, from);//解析出命令行,命令行解析出以后,同样会调用相关处理函数进行处理。系统用__early_param宏在编译阶段把处理函数编译进内核。

 

       paging_init(&meminfo, mdesc);

//这个函数完成页表初始化,具体的方法为建立线性地址划分后每个地址空间的标志;清除在boot阶段建立的内核映射空间,也即把页表项全部清零;调用bootmem_init,禁止无效的内存节点,由于我们的物理内存都是连续的空间,因此,内存节点为1个。接下来判断INITRD映像是否存在,若存在则检查其所在的地址是否在一个有效的地址内,然后返回此内存节点号。

先看两个数据结构。

struct meminfo表示内存的划分情况。Linux的内存划分为bank。每个bank

struct membank表示,start表示起始地址,这里是物理地址,size表示大小,node表示此bank所在的节点号,对于只有一个节点的内存,所有bank节点都相等

struct membank {

       unsigned long start;

       unsigned long size;

       int           node;

};

 

struct meminfo {

       int nr_banks;

       struct membank bank[NR_BANKS];

};

 

//page_init函数中比较重要的是bootmem_init函数,此函数在完成原来映射页表的清除后,最终调用bootmem_init_node如下:

bootmem_init_node(int node, int initrd_node, struct meminfo *mi)

{

       unsigned long zone_size[MAX_NR_ZONES], zhole_size[MAX_NR_ZONES];

       unsigned long start_pfn, end_pfn, boot_pfn;

       unsigned int boot_pages;

       pg_data_t *pgdat;// 每个节点用pg_data_t描述,这个结构用在非一致性内存中,我们的内存只有一个,地址是连续的

       int i;

 

       start_pfn = -1UL;

       end_pfn = 0;

       for_each_nodebank(i, mi, node) {

              struct membank *bank = &mi->bank[i];

              unsigned long start, end;

 

              start = bank->start >> PAGE_SHIFT;//计算出页表号,实际也表示第几个物理页号

              end = (bank->start + bank->size) >> PAGE_SHIFT;

 

              if (start_pfn > start)

                     start_pfn = start;

              if (end_pfn < end)

                     end_pfn = end;

 

              map_memory_bank(bank);//将每个节点的每个bank重新映射,比如重新映射内核空间

       }

       if (end_pfn == 0)

              return end_pfn;

        //一个字节代表8个页,因此找到一个

        //可放置这些所有自己的页面即可。用一个bit位表示一个页是否已占用,那么一个字节为8个页,比如4096个页需要4096/8=512字节,容纳这个位图需要一个页

       boot_pages = bootmem_bootmap_pages(end_pfn - start_pfn);

       boot_pfn = find_bootmap_pfn(node, mi, boot_pages);//node节点内存的bank中找到一个可以放置位图的页面的页面序列,然后返回这个页面序列的首个页面号

       node_set_online(node);//设置本节点有效

       pgdat = NODE_DATA(node);//获取节点描述符pgdat

       init_bootmem_node(pgdat, boot_pfn, start_pfn, end_pfn);//设置本节点内所有映射页的位图,即每个字节全部置为0xff,表示已经映射使用。然后填充pgdat结构

 

       for_each_nodebank(i, mi, node)

              free_bootmem_node(pgdat, mi->bank[i].start, mi->bank[i].size);//设置每个映射的页面空闲,实际是对位图的操作,对每个bit清零

        

       reserve_bootmem_node(pgdat, boot_pfn << PAGE_SHIFT,

                          boot_pages << PAGE_SHIFT, BOOTMEM_DEFAULT);

//标示位图所占的页面被占用

       if (node == 0)

              reserve_node_zero(pgdat);

 

#ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD

       /*

        * If the initrd is in this node, reserve its memory.

        */

       if (node == initrd_node) {

              int res = reserve_bootmem_node(pgdat, phys_initrd_start,

                                 phys_initrd_size, BOOTMEM_EXCLUSIVE);

//INITRD映像占用的空间需要标示占用,INITRD是虚拟根文件系统,此时还未加载,因此挂载之前这个物理空间不能再被分配使用

              if (res == 0) {

                     initrd_start = __phys_to_virt(phys_initrd_start);

                     initrd_end = initrd_start + phys_initrd_size;

              } else {

                     printk(KERN_ERR

                            "INITRD: 0x%08lx+0x%08lx overlaps in-use "

                            "memory region - disabling initrd/n",

                            phys_initrd_start, phys_initrd_size);

              }

       }

#endif

 

       /*

        * initialise the zones within this node.

        */

       memset(zone_size, 0, sizeof(zone_size));

       memset(zhole_size, 0, sizeof(zhole_size));

 

       /*

        * The size of this node has already been determined.  If we need

        * to do anything fancy with the allocation of this memory to the

        * zones, now is the time to do it.

        */

       zone_size[0] = end_pfn - start_pfn;

       zhole_size[0] = zone_size[0];

       for_each_nodebank(i, mi, node)

              zhole_size[0] -= mi->bank[i].size >> PAGE_SHIFT;

//计算共有多少页空洞,注意,有些bank的起始结束地址并不是刚好4K对齐的,因此,可能存在某些空白页框。用节点总的物理页框减去每个bank页框,就得到页空洞

       //这个函数里面主要完成zone区的初始化,linux内存管理将内存节点又分为ZONE区管理,比如ZONE_DMAZONE_NORMAL等,因此需要初始化。由于平台只针对一致性内存管理,即物理内存空间只包含DDR部分,此处很多函数是空的,再次略过

       arch_adjust_zones(node, zone_size, zhole_size);

 

       free_area_init_node(node, zone_size, start_pfn, zhole_size);

 

       return end_pfn;

}

//page_init的最后完成devicemaps_init初始化,比如中断向量的映射。映射的大致过程是,申请一个物理框,然后调用creat_map将此物理页框映射到0xffff0000.最后再调用struct machine_descmap_io完成IO设备的映射

//在完成内存页映射后即进入request_standard_resources,这个函数比较简单,主要完成从iomem_resource空间申请所需的内存资源,比如内核代码和视频所需的资源等

       request_standard_resources(&meminfo, mdesc);

 

#ifdef CONFIG_SMP

       smp_init_cpus();

#endif

 

       cpu_init();//此函数为空

       init_arch_irq = mdesc->init_irq;//初始化与硬件体系相关的指针

       system_timer = mdesc->timer;

       init_machine = mdesc->init_machine;

 

#ifdef CONFIG_VT

#if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)

       conswitchp = &vga_con;

#elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)

       conswitchp = &dummy_con;

#endif

#endif

       early_trap_init();//重定位中断向量,将中断向量代码拷贝到中断向量页,并把信号处理代码指令拷贝到向量页中

}

       mm_init_owner(&init_mm, &init_task);//空函数

       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

       unwind_setup();//空函数

       setup_per_cpu_areas();//设置每个CPU信息,单核CPU为空函数

       setup_nr_cpu_ids();//空函数

       smp_prepare_boot_cpu();  //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。

       sched_init();//初始化调度器,对调度机制进行初始化,对每个CPU的运行队列

      

       preempt_disable();//启动阶段系统比较脆弱,禁止进程调度

       build_all_zonelists();//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();

       parse_args("Booting kernel", static_command_line, __start___param,

                 __stop___param - __start___param,

                 &unknown_bootoption);

       //执行命令行解析,若参数不存在,则调用unknown_bootoption

       if (!irqs_disabled()) {

              printk(KERN_WARNING "start_kernel(): bug: interrupts were "

                            "enabled *very* early, fixing it/n");

              local_irq_disable();

       }

       sort_main_extable();//对异常处理函数进行排序

       trap_init();//空函数

       rcu_init();//linux2.6的一种互斥访问机制

       init_IRQ();//中断向量初始化

       pidhash_init();//进程嘻哈表初始化

       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();

       sched_clock_init();

       profile_init();//空函数

       if (!irqs_disabled())

              printk("start_kernel(): bug: interrupts were enabled early/n");

       early_boot_irqs_on();

       local_irq_enable();

       console_init();//打印终端初始化

       if (panic_later)

              panic(panic_later, panic_param);

 

       lockdep_info();

       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

       vfs_caches_init_early();//建立节点嘻哈表和数据缓冲嘻哈表

       cpuset_init_early();//空函数

       mem_init();//对全局的物理页变量初始化,对没有分配的页面初始化

       enable_debug_pagealloc();

       cpu_hotplug_init();//没有热插拔CPU,此函数为空

       kmem_cache_init();//内核内存缓冲区初始化

       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();

       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

       pgtable_cache_init();//空函数

       prio_tree_init();//初始化优先级数组

       anon_vma_init();//空函数

#ifdef CONFIG_X86

       if (efi_enabled)

              efi_enter_virtual_mode();

#endif

       thread_info_cache_init();//空函数

       fork_init(num_physpages);//初始化kernelfork()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();//proc文件系统创建高速缓存

       buffer_init();//空函数

       unnamed_dev_init();//初始化一个虚拟文件系统使用的哑文件

       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

       vfs_caches_init(num_physpages);//虚拟文件系统挂载,这个函数的详细说明如下

 

void __init vfs_caches_init(unsigned long mempages)//参数说明系统内存的物理页数

{

       unsigned long reserve;

 

       reserve = min((mempages - nr_free_pages()) * 3/2, mempages - 1);

       mempages -= reserve;

//创建一个高速缓存

       names_cachep = kmem_cache_create("names_cache", PATH_MAX, 0,

                     SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);

 

       filp_cachep = kmem_cache_create("filp", sizeof(struct file), 0,

                     SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);

 

       dcache_init();//在高速缓存中分配一个目录项,并初始化

       inode_init();//在高速缓存中分配一个inode节点,并初始化

       files_init(mempages);//初始化文件描述符,初始化全局文件状态变量

       mnt_init();

       bdev_cache_init();//如果编译阶段设置了块设备,则注册一个块设备文件系统

       chrdev_init();//初始化字符设备管理数组cdev_map

}

// mnt_init()是创建根文件系统的关键,解释如下

void __init mnt_init(void)

{

       unsigned u;

       int err;

 

       init_rwsem(&namespace_sem);

//创建一个虚拟文件系统的vfsmount结构缓存。每个挂载的文件系统都有一个

struct vfsmoun结构

       mnt_cache = kmem_cache_create("mnt_cache", sizeof(struct vfsmount),

                     0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);

//创建文件系统挂载嘻哈表

       mount_hashtable = (struct list_head *)__get_free_page(GFP_ATOMIC);

 

       if (!mount_hashtable)

              panic("Failed to allocate mount hash table/n");

 

       printk("Mount-cache hash table entries: %lu/n", HASH_SIZE);

//初始化嘻哈表

       for (u = 0; u < HASH_SIZE; u++)

              INIT_LIST_HEAD(&mount_hashtable[u]);

 

       err = sysfs_init();//创建一个sysfs虚拟文件系统,并挂载为根文件系统。如果系统不指定sysfs,则此函数为空

       if (err)

              printk(KERN_WARNING "%s: sysfs_init error: %d/n",

                     __func__, err);

       fs_kobj = kobject_create_and_add("fs", NULL);//创建一个对象文件,加到文件系统中

       if (!fs_kobj)

              printk(KERN_WARNING "%s: kobj create error/n", __func__);

       init_rootfs();//注册一个rootfs文件系统

       init_mount_tree();//将上面创建的rootfs文件系统挂载为根文件系统。这只是个虚拟的文件系统,就好比只是创建了一个/目录。最后,这个函数会为系统最开始的进程( init_task 进程)准备他的进程数据块中的namespace 域,主要目的是将 do_kern_mount() 函数中建立的 mnt dentry 信息记录在了 init_task 进程的进程数据块中,这样任何以后从 init_task 进程 fork 出来的进程也都先天地继承了这一信息。

//下面是进行radix树初始化。这个是linux2.6引入的为各种页面操作的重要结构之一struct  radix_tree_node。这种数据结构将指针与一个long型键值关联起来,提供高效快速查找。具体不再分析

       radix_tree_init();

       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();//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();//空函数

rest_init();//start_kernel启动的最后一个函数,进入这个函数,完成剩余启动的初始化

}

 

// rest_init()大致解释如下:

static void noinline __init_refok rest_init(void)

       __releases(kernel_lock)

{

       int pid;

//创建内核线程。Kernel_thread运用系统调用do_fork()产生新的子线程,子线程就调用传入的调用函数执行之,此处函数就是kernel_init. kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND);

       numa_default_policy();//空函数

       pid = kernel_thread(kthreadd, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES);

       kthreadd_task = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns);

       unlock_kernel();

 

       /*

        * The boot idle thread must execute schedule()

        * at least once to get things moving:

        */

       init_idle_bootup_task(current);

       preempt_enable_no_resched();

       schedule();

       preempt_disable();

 

       /* Call into cpu_idle with preempt disabled */

       cpu_idle();

}

// kernel_init通过调用do_basic_setup完成编译阶段注册的设备驱动程序初始化。

//这个函数又调用了一个很重要的初始化函数Do_initcalls()。它用来启动所有在__initcall_start__initcall_end段的函数,而静态编译进内核的modules也会将其入口放置在这段区间里。和根文件系统相关的初始化函数都会由rootfs_initcall()所引用。rootfs_initcall(populate_rootfs);

也就是说会在系统初始化的时候会调用populate_rootfs进行初始化。代码如下:

 

static int __init populate_rootfs(void)

{

       char *err = unpack_to_rootfs(__initramfs_start,

                      __initramfs_end - __initramfs_start, 0);

       if (err)

              panic(err);

       if (initrd_start) {

#ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM

              int fd;

              printk(KERN_INFO "checking if image is initramfs...");

              err = unpack_to_rootfs((char *)initrd_start,

                     initrd_end - initrd_start, 1);

              if (!err) {

                     printk(" it is/n");

                     unpack_to_rootfs((char *)initrd_start,

                            initrd_end - initrd_start, 0);

                     free_initrd();

                     return 0;

              }

              printk("it isn't (%s); looks like an initrd/n", err);

              fd = sys_open("/initrd.image", O_WRONLY|O_CREAT, 0700);

              if (fd >= 0) {

                     sys_write(fd, (char *)initrd_start,

                                   initrd_end - initrd_start);

                     sys_close(fd);

                     free_initrd();

              }

#else

              printk(KERN_INFO "Unpacking initramfs...");

              err = unpack_to_rootfs((char *)initrd_start,

                     initrd_end - initrd_start, 0);

              if (err)

                     panic(err);

              printk(" done/n");

              free_initrd();

#endif

       }

       return 0;

}

//unpack_to_rootfs就是解压包,所解得包就是usr/initramfs_data.cpio.gz下的文件系统。然后将其释放至上面创建的rootfs。注意这个文件系统已经在编译的时候用build_in.O的方式一种是跟kernel融为一体了所在的段就是__initramfs_start__initramfs_end的区域。这种情况下,直接调用unpack_to_rootfs将其释放到根目录.如果不是属于这种形式的。也就是由内核参数指定的文件系统,即image-initrd文件系统。如果配制CONFIG_BLK_DEV_RAM才会支持image-initrd。否则全当成cpio-initrd的形式处理。

对于是cpio-initrd的情况。直接将其释放到根目录。对于是image-initrd的情况。在根目录下建立/initrd.image文件,然后将INITRD写到这个文件中,并释放INITRD占用的空间。。

接下来,就开始具体的挂载操作,在kernel_init函数中完成

 

static int __init kernel_init(void * unused)

{

       lock_kernel();

       /*

        * init can run on any cpu.

        */

       set_cpus_allowed_ptr(current, CPU_MASK_ALL_PTR);

       /*

        * Tell the world that we're going to be the grim

        * reaper of innocent orphaned children.

        *

        * We don't want people to have to make incorrect

        * assumptions about where in the task array this

        * can be found.

        */

       init_pid_ns.child_reaper = current;

 

       cad_pid = task_pid(current);

 

       smp_prepare_cpus(setup_max_cpus);

 

       do_pre_smp_initcalls();

 

       smp_init();

       sched_init_smp();

 

       cpuset_init_smp();

 

       do_basic_setup();

 

       if (!ramdisk_execute_command)

              ramdisk_execute_command = "/init";

//如果存在指定的INITRD命令行参数,则执行命令行参数指定的init文件,如果不存在,则制定执行的命令为根目录下的init文件。如果用户指定的文件系统存在,则调用prepare_namespace();进行文件系统挂载的预操作

       if (sys_access((const char __user *) ramdisk_execute_command, 0) != 0) {

              ramdisk_execute_command = NULL;

//prepare_namespace()中首先会轮训检测块设备,若检测到则创建一个设备节点,然后分配一个设备号。如果saved_root_name不为空,则说明内核有指定设备作为根文件系统,则通过mount_block_root挂载根文件系统,然后退出即可。

比如有时指定了内核参数root=/dev/ram,则直接从这个位置进行挂载。

如果没有指定的块设备作为根文件系统,而是指明了INITRD映像,则调用initrd_load 函数挂载initram文件系统。这个函数首先创建/dev/ram设备节点,然后把映像拷贝到这个设备文件中,接着调用handle_initrdINITRD进行处理。

prepare_namespace()执行最后调用mount_root();将指定的文件系统挂接到/root下,然后切换当前目录到root下。再者,还需调用sys_mount(".", "/", NULL, MS_MOVE, NULL);将当前目录挂接为/根目录。

 

 

              prepare_namespace();

       }

       init_post();

       return 0;

}

 

static void __init handle_initrd(void)

{

       int error;

       int pid;

 

       real_root_dev = new_encode_dev(ROOT_DEV);//真正的根文件节点

       create_dev("/dev/root.old", Root_RAM0);//创建一个设备节点,设备号是Root_RAM0,因此这个节点对应是/dev/ramINITRD

       /* mount initrd on rootfs' /root */

//将此设备挂接到/root

       mount_block_root("/dev/root.old", root_mountflags & ~MS_RDONLY);

       sys_mkdir("/old", 0700);

       root_fd = sys_open("/", 0, 0);//记录根目录的文件描述符

       old_fd = sys_open("/old", 0, 0);//记录old目录的文件描述符

       /* move initrd over / and chdir/chroot in initrd root */

       sys_chdir("/root");//切换至root目录,刚才已经挂载了/dev/root.old

       sys_mount(".", "/", NULL, MS_MOVE, NULL);//当前目录挂载为根文件系统,也就是/dev/root.old变成现在的根文件系统

       sys_chroot(".");//切换到当前文件系统的根目录

       current->flags |= PF_FREEZER_SKIP;

//创建一个进程,运行目前文件系统下的/linuxrc文件

       pid = kernel_thread(do_linuxrc, "/linuxrc", SIGCHLD);

       if (pid > 0)

              while (pid != sys_wait4(-1, NULL, 0, NULL))

                     yield();

 

       current->flags &= ~PF_FREEZER_SKIP;

 

       /* move initrd to rootfs' /old */

       sys_fchdir(old_fd);

       sys_mount("/", ".", NULL, MS_MOVE, NULL);

//处理完上面的文件,则initrd处理完之后,重新chroot进入rootfs

       /* switch root and cwd back to / of rootfs */

       sys_fchdir(root_fd);

       sys_chroot(".");

       sys_close(old_fd);

       sys_close(root_fd);

//如果real_root_dev linuxrc中重新设成Root_RAM0,则initrd就是最终的realfs了,改变当前目录到initrd中,不作后续处理直接返回。

       if (new_decode_dev(real_root_dev) == Root_RAM0) {

              sys_chdir("/old");

              return;

       }

//否则需要重新挂载上面linuxRC文件执行时指定的根文件系统

       ROOT_DEV = new_decode_dev(real_root_dev);

       mount_root();

 

       printk(KERN_NOTICE "Trying to move old root to /initrd ... ");

       error = sys_mount("/old", "/root/initrd", NULL, MS_MOVE, NULL);

       if (!error)

              printk("okay/n");

       else {

              int fd = sys_open("/dev/root.old", O_RDWR, 0);

              if (error == -ENOENT)

                     printk("/initrd does not exist. Ignored./n");

              else

                     printk("failed/n");

              printk(KERN_NOTICE "Unmounting old root/n");

              sys_umount("/old", MNT_DETACH);

              printk(KERN_NOTICE "Trying to free ramdisk memory ... ");

              if (fd < 0) {

                     error = fd;

              } else {

                     error = sys_ioctl(fd, BLKFLSBUF, 0);

                     sys_close(fd);

              }

              printk(!error ? "okay/n" : "failed/n");

       }

}

static int noinline init_post(void)

{

       free_initmem();

       unlock_kernel();

       mark_rodata_ro();

       system_state = SYSTEM_RUNNING;

       numa_default_policy();

 

       if (sys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)

              printk(KERN_WARNING "Warning: unable to open an initial console./n");

 

       (void) sys_dup(0);

       (void) sys_dup(0);

 

       current->signal->flags |= SIGNAL_UNKILLABLE;

//刚才上面已经初始化了ramdisk_execute_command,此处可直接运行之。

如果不存在则运行下面程序,如果都不存在,则退出。

下面的/sbin/init就是上述挂载的根文件系统下的文件。

       if (ramdisk_execute_command) {

              run_init_process(ramdisk_execute_command);

              printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s/n",

                            ramdisk_execute_command);

       }

       if (execute_command) {

              run_init_process(execute_command);

              printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s.  Attempting "

                                   "defaults.../n", execute_command);

       }

       run_init_process("/sbin/init");

       run_init_process("/etc/init");

       run_init_process("/bin/init");

       run_init_process("/bin/sh");

 

       panic("No init found.  Try passing init= option to kernel.");

}

//当没有找到init程序后,则退出,进行进程调度,进入cpu_idle()进程

 

 

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