Linux内核分析第三周总结

构造一个简单的Linux系统MenuOS

操作系统的“两把宝剑”：中断上下文的切换(保存现场和恢复现场)、进程上下文的切换
Linux内核源代码简介
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fs/：文件系统
内核启动相关的代码基本都在init目录下，
star_kernel函数相当于普通C程序的main函数，是linux内核初始化的起点
linux内核的核心代码在kernel目录下
arch/x86

构建一个简单的Linux系统MenuOS

init是第一个用户态进程，是1号进程

分析start_kernel函数的执行进程

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，类似于一般可执行程序中的主函数main。

主要函数分析：

• set_task_stack_end_magic(&init_task):init_task为一个全局变量，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，设置了很多中断门、硬件中断。其中set_system_trap_gate(SYSCALL_VECTOR)处理系统调用，用指令的方式触发一个中断。

• sched_init():调度模块的初始化

• rest_init()->kernel_thread(kernel_init,...)->kernel_init->run_init_process:linux中的1号进程，第一个用户态进程，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():一直循环，当系统没有进程需要执行的时候就调度idle进程,从内核启动开始一直存在，0号进程。0号进程创建了1号进程，并且还创建了内核中其他的一些服务线程。

实验过程

打开shell：

当前状态是将页面冻结住:

利用gdb设置断点：

总结：

这周学习了linux内核的启动过程，并分析了其中几个需要重点掌握得函数。在rest_init()函数之前的所有代码都是在为进程的出现进行初始化工作，直到rest_init()出现，进程才得以出现。此后0号进程一直存在，并由此产生1号进程等之后的进程，当系统没有进程需要执行的时候就调度idle进程。rest_init为0号进程，一直存在。0号进程创建了1号进程kernel_init，还创建了其他的服务线程。即道生一（start_kernel....cpu_idle），一生二（kernel_init和kthreadd），二生三（即前面0、1和2三个进程），三生万物（1号进程是所有用户态进程的祖先，2号进程是所有内核线程的祖先）。而且从rest_init开始，Linux开始产生进程，因为init_task是静态制造出来的，pid=0，它试图将从最早的汇编代码一直到start_kernel的执行都纳入到init_task进程上下文中。在rest_init函数中，内核将通过下面的代码产生第一个真正的进程(pid=1)。然后init_task变为一个idle task，init_idle函数的第一个参数current就是&init_task，在init_idle中将会把init_task加入到cpu的运行队列中，这样当运行队列中没有别的就绪进程时，init_task（也就是idle task)将会被调用，它的核心是一个while(1)循环，在循环中它将会调用schedule函数以便在运行队列中有新进程加入时切换到该新进程上。