08 | 内核初始化：生意做大了就得成立公司

Posted 2021-02-16 mzyc

总结

- 内核初始化, 运行 `start_kernel()` 函数(位于 init/main.c), 初始化做三件事
    - 创建样板进程, 及各个模块初始化
    - 创建管理/创建用户态进程的进程
    - 创建管理/创建内核态进程的进程
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- 创建样板进程,及各个模块初始化
    - 创建第一个进程, 0号进程. `set_task_stack_end_magic(&init_task)` and `struct task_struct init_task = INIT_TASK(init_task)`
    - 初始化中断, `trap_init()`. 系统调用也是通过发送中断进行, 由 `set_system_intr_gate()` 完成.
    - 初始化内存管理模块, `mm_init()`
    - 初始化进程调度模块, `sched_init()`
    - 初始化基于内存的文件系统 rootfs, `vfs_caches_init()`
        - VFS(虚拟文件系统)将各种文件系统抽象成统一接口
    - 调用 `rest_init()` 完成其他初始化工作
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- 创建管理/创建用户态进程的进程, 1号进程
    - `rest_init()` 通过 `kernel_thread(kernel_init,...)` 创建 1号进程(工作在用户态).
    - 权限管理
        - x86 提供 4个 Ring 分层权限
        - 操作系统利用: Ring0-内核态(访问核心资源); Ring3-用户态(普通程序)
    - 用户态调用系统调用: 用户态-系统调用-保存寄存器-内核态执行系统调用-恢复寄存器-返回用户态
    - 新进程执行 kernel_init 函数, 先运行 ramdisk 的 /init 程序(位于内存中)
        - 首先加载 ELF 文件
        - 设置用于保存用户态寄存器的结构体
        - 返回进入用户态
        - /init 加载存储设备的驱动
     - kernel_init 函数启动存储设备文件系统上的 init
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- 创建管理/创建内核态进程的进程, 2号进程
    - `rest_init()` 通过 `kernel_thread(kthreadd,...)` 创建 2号进程(工作在内核态).
    - `kthreadd` 负责所有内核态线程的调度和管理