基于迅为-IMX6ULL开发板 Linux内核启动(三):内核初始化start_kernel是所有Linux平台进入系统内核初始化后的入口函数,它主要完成剩余的与 硬件平台相关的初始化工作,在进行一系列与内核相关的初始化后,调用第一个用户进程- init 进程并等待用户进程的执行,这样整个 Linux内核便启动完毕。
30.3.1 start_kernel 函数start_kernel 通过调用众多的子函数来完成 Linux 启动之前的一些初始化工作,由于start_kernel 函数里面调用的子函数太多,而这些子函数又很复杂,因此我们简单介绍一下一些重要的子函数。start_kernel 函数定义在文件 init/main.c中。精简并添加注释后的 start_kernel 函数内容如下:
asmlinkage __visible void __init start_kernel(void)
{
char *command_line;
char *after_dashes;
lockdep_init(); /* lockdep 是死锁检测模块,此函数会初始化
* 两个 hash 表。此函数要求尽可能早的执行!
*/
set_task_stack_end_magic(&init_task); /* 设置任务栈结束魔术数,
*用于栈溢出检测
*/
smp_setup_processor_id(); /* 跟 SMP 有关(多核处理器),设置处理器 ID。
*
有很多资料说 ARM 架构下此函数为空函数,那是因* 为他们用的老版本 Linux,而那时候 ARM 还没有多
* 核处理器。
*/
debug_objects_early_init(); /* 做一些和 debug 有关的初始化 */
boot_init_stack_canary(); /* 栈溢出检测初始化 */
cgroup_init_early(); /* cgroup 初始化,cgroup 用于控制 Linux 系统资源*/
local_irq_disable(); /* 关闭当前 CPU 中断 */
early_boot_irqs_disabled = true;
/*
* 中断关闭期间做一些重要的操作,然后打开中断
*/
boot_cpu_init(); /* 跟 CPU 有关的初始化 */
page_address_init(); /* 页地址相关的初始化 */
pr_notice("%s", linux_banner);/* 打印 Linux 版本号、编译时间等信息 */
setup_arch(&command_line); /* 架构相关的初始化,此函数会解析传递进来的
* ATAGS 或者设备树(DTB)文件。会根据设备树里面
* 的 model 和 compatible 这两个属性值来查找
* Linux 是否支持这个单板。此函数也会获取设备树
* 中 chosen 节点下的 bootargs 属性值来得到命令
* 行参数,也就是 uboot 中的 bootargs 环境变量的
* 值,获取到的命令行参数会保存到
*command_line 中。
*/
mm_init_cpumask(&init_mm); /* 看名字,应该是和内存有关的初始化 */
setup_command_line(command_line); /* 好像是存储命令行参数 */
setup_nr_cpu_ids(); /* 如果只是 SMP(多核 CPU)的话,此函数用于获取
* CPU 核心数量,CPU 数量保存在变量
* nr_cpu_ids 中。
*/
setup_per_cpu_areas(); /* 在 SMP 系统中有用,设置每个 CPU 的 per-cpu 数据 */
smp_prepare_boot_cpu();
build_all_zonelists(NULL, NULL); /* 建立系统内存页区(zone)链表 */
page_alloc_init(); /* 处理用于热插拔 CPU 的页 */
/* 打印命令行信息 */
pr_notice("Kernel command line: %s\n", boot_command_line);
parse_early_param(); /* 解析命令行中的 console 参数 */
after_dashes = parse_args("Booting kernel",
static_command_line, __start___param,
__stop___param - __start___param,
-1, -1, &unknown_bootoption);
if (!IS_ERR_OR_NULL(after_dashes))
parse_args("Setting init args", after_dashes, NULL, 0, -1, -1,
set_init_arg);
jump_label_init();
setup_log_buf(0); /* 设置 log 使用的缓冲区*/
pidhash_init(); /* 构建 PID 哈希表,Linux 中每个进程都有一个 ID,
* 这个 ID 叫做 PID。通过构建哈希表可以快速搜索进程
* 信息结构体。
*/
vfs_caches_init_early(); /* 预先初始化 vfs(虚拟文件系统)的目录项和
* 索引节点缓存
*/
sort_main_extable(); /* 定义内核异常列表 */
trap_init(); /* 完成对系统保留中断向量的初始化 */
mm_init(); /* 内存管理初始化 */
sched_init(); /* 初始化调度器,主要是初始化一些结构体 */
preempt_disable(); /* 关闭优先级抢占 */
if (WARN(!irqs_disabled(), /* 检查中断是否关闭,如果没有的话就关闭中断 */
"Interrupts were enabled *very* early, fixing it\n"))
local_irq_disable();
idr_init_cache(); /* IDR 初始化,IDR 是 Linux 内核的整数管理机
* 制,也就是将一个整数 ID 与一个指针关联起来。
*/
rcu_init(); /* 初始化 RCU,RCU 全称为 Read Copy Update(读-拷贝修改) */
trace_init(); /* 跟踪调试相关初始化 */
context_tracking_init();
radix_tree_init(); /* 基数树相关数据结构初始化 */
early_irq_init(); /* 初始中断相关初始化,主要是注册 irq_desc 结构体变
* 量,因为 Linux 内核使用 irq_desc 来描述一个中断。
*/
init_IRQ(); /* 中断初始化 */
tick_init(); /* tick 初始化 */
rcu_init_nohz();
init_timers(); /* 初始