跟踪分析Linux内核的启动过程

使用实验楼的虚拟机打开shell

使用 gdb 跟踪调试内核

使用 qemu

qemu  -kernel  linux-3.18.6  /arch/x86/boot/baImage  -initrd  rootfs.img

参数：

  — s：在初始化时冻结CPU

  — S：为gdb分配1234端口

gdb调试

另开一个shell窗口

        — 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

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

-page_address_init()

    页地址初始化（属于内存管理部分）

-setup_arch()

-build_all_zonelists()

-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

-vfs_caches_init_early ()

-sort_main_extable ()

###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

个人对linux启动过程的理解

   start_kernel()函数的作用是完成linux内核的初始化，几乎所有模块都是由这个函数初始化的，通过阅读代码和使用gdb 工具，完成了下列动作：

   调用sched_init()函数来初始化调度程序；调用page_alloc_init()初始化伙伴系统分配程序；调用trap_init()和init_IRQ()完成异常和中断初始化；调用softirq_init()函数初始化软中断；调用time_init()函数初始化系统和时间；等等。。。

  启动过程分析：计算机上电后，加载BIOS的硬件信息与进行自我测试，读取并执行第一个启动设备内主引导记录内的Bootloader，依据bootloader的设置加载Kernel ，Kernel会开始检测硬件与加载驱动程序。这其中的每一部分都需要大篇的文字描述，这里只是重点从进程角度来了解一下：init_task进程（0号进程）是静态创造的，是内核开发人员创造的，而不是其他进程通过do_fork形成的。它从start_kernel()初始化直到start_kernel()中最后一个函数rest_init()，从rest_init开始，Linux开始产生进程，在rest_init函数中，内核将通过kernel_thread()产生第一个真正的进程(pid=1),而此时init_task的任务基本上已经完全结束了，它将沦落为一个idle 进程，事实上在更早前的sched_init（）函数中，通过init_idle(current, smp_processor_id())函数的调用就已经把init_task初始化成了一个idle 进程。