《Linux内核分析》第三周：Linux系统启动过程

杨舒雯

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Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000

一、实验——使用gdb跟踪调试内核从start_kernel到init进程启动

使用实验楼的虚拟机打开shell

cd LinuxKernel/
qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img

内核启动完成后进入menu程序,支持三个命令help、version和quit。

qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -s -S # 关于-s和-S选项的说明：
 -S freeze CPU at startup (use ’c’ to start execution)
 -s shorthand for -gdb tcp::1234 若不想使用1234端口，则可以使用-gdb tcp:xxxx来取代-s选项

系统是stop的状态:

按c后系统开始运行，启动到start_cernel的位置:

list之后看到执行的位置:

设置断点到rest_init：

二、分析从start_kernel到init进程启动的过程

1. 从init目录下找到mian.c中德start_kernel函数，从start_kernel函数开始，内核进入了C语言部分，它完成了内核的大部分初始化工作，
   
   2.主要函数分析：

• set_task_stack_end_magic(&init_task)：init_task即手工创建的PCB，0号进程即最终的idle进程。
• trap_init()：初始化中断向量，设置了中断门、硬件中断。
• sched_init()：调度模块初始化
• rest_init()
  
  ->kernel_thread(kthreadd,...)：用一个内核线程来管理系统的一些资源
• rest_init()
  
  -〉cpu_startup_entry()
  
  -〉cpu_idle_loop()：处于一直循环的状态，从内核启动开始一直存在，实现0号进程。0号进程创建了1号进程。

三、总结

详细分析了Linux内核的启动过程，学习了几个重要函数的作用。Linux内核的启动过程实际上就是为进程调度准备的过程，start_kernel启动时，0号进程——rest_init()会一直存在，当系统没有进程需要执行时就调度到idle进程。0号进程创建了1号进程kernel_init()。