內(nèi)核生命周期

uboot 打印完?Starting kernel . . .，就完成了自己的使命，控制權(quán)便交給了 kernel 的第一條指令，也就是下面這個(gè)函數(shù)
init/main.c

start_kernel 相當(dāng)于內(nèi)核的 main 函數(shù)，內(nèi)核的生命周期就是從執(zhí)行這個(gè)函數(shù)的第一條語句開始的，直到最后一個(gè)函數(shù)?reset_init()，內(nèi)核將不再從這個(gè)函數(shù)中返回，而是陷入這個(gè)函數(shù)里面的一個(gè) while(1) 死循環(huán)，這個(gè)死循環(huán)被作為 idle 進(jìn)程，也就是 0 號進(jìn)程。

所以，內(nèi)核的生命周期，就是一個(gè)完整的 start_kernel 函數(shù)。始于 start_kernel 函數(shù)的第一條語句，停留在最后的死循環(huán)。

init 進(jìn)程

kernel 會創(chuàng)建眾多內(nèi)核線程，來持續(xù)致力于內(nèi)存、磁盤、CPU 的管理，其中有兩個(gè)內(nèi)核線程比較重要，需要我們重點(diǎn)講解，那就是 1 號內(nèi)核線程 kernel_init 和 2 號內(nèi)核線程 kthreadd。1 號內(nèi)核線程最終會被用戶的第一個(gè)進(jìn)程 init 代替，也就成了 1 號進(jìn)程。如下：

COMMAND 這一列，帶中括號的是內(nèi)核線程，不帶中括號的是用戶進(jìn)程。從 PID 統(tǒng)一編址就可以看出，它倆地位是一樣的。
下面我們深入分析一下從 start_kernel 到最終運(yùn)行 init 進(jìn)程，kernel 都經(jīng)歷了什么

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打印

添加打印，是分析流程的好方法。

一開始嘗試在函數(shù)剛開始就添加 printk 打印，結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加完 printk 后內(nèi)核起不來，最后保守起見，在 131 行 console_init(); 后才開始添加打印。

可是，發(fā)現(xiàn)在 console_init() 之前就有不少打印了，這個(gè)地方還是有些不解。猜測要么是在 console_init() 之前就已經(jīng)可以打印了；要么是在 console_init() 之前先將打印緩存著，等初始化之后再打印。這點(diǎn)以后再研究吧。先插個(gè)眼 。

接著看打印

從 133 行到 206 行，代碼不少，打印卻只有寥寥 5 行。少就說明不重要，那就不分析了，哈哈 。
看下面的代碼，乖乖，就剩一句了：rest_init();，并且第 210 行的 printk 等到系統(tǒng)完全起來都沒有打印，說明?rest_init()?就沒返回?？磥硎莻€(gè)扛把子。

對應(yīng)打印如下：

打印了 kernel_init()，是因?yàn)檎{(diào)用了 schedule_preempt_disabled()，其內(nèi)部調(diào)用了 schedule() 執(zhí)行進(jìn)程切換，進(jìn)入睡眠。當(dāng)然，在當(dāng)前進(jìn)程被喚醒時(shí)，程序也是從這個(gè)斷點(diǎn)開始運(yùn)行。

執(zhí)行進(jìn)程切換后，kernel_init() 才有機(jī)會運(yùn)行

對應(yīng)打印如下：

可以看到從第 5 行到第 12 行區(qū)區(qū)幾個(gè)函數(shù)，竟然打印了那么多，而且還看到了眾多驅(qū)動相關(guān)的打印，如?usb、Console、Key、io、pinctrl、Serial、CAN、RTC、input、mmc、mdio_bus，說明我們整天開發(fā)的驅(qū)動，是在這個(gè)階段初始化的呀。這里我直接給出調(diào)用關(guān)系，可以看到，驅(qū)動相關(guān)的打印是在?do_initcalls()?中產(chǎn)生的

do_initcalls() 函數(shù)循環(huán)將編譯進(jìn)內(nèi)核的內(nèi)核模塊的初始化函數(shù)依次調(diào)用一遍。這些初始化函數(shù)也是有等級的，總共有 7 個(gè)級別 1-7，數(shù)字越大，級別越低，被調(diào)用的就越晚。其中我們最長用的 module_init() 為第 6 級，等級算是比較低的了，調(diào)用也會較晚，想想也是，好多外部模塊都是使用的 module_init()，它們可都是在內(nèi)核完全啟動后，再手動安裝的呀，更晚。
這個(gè)階段打印了很多 log，說明內(nèi)核中大部分的代碼都是驅(qū)動，內(nèi)核中寫了大量的內(nèi)核模塊初始化的函數(shù)。
驅(qū)動初始化完，內(nèi)核也就接近尾聲了

• 掛載根文件系統(tǒng)

• 內(nèi)核收尾工作

• kernel_init 內(nèi)核線程調(diào)用 do_execve 函數(shù)，去執(zhí)行 init 程序，產(chǎn)生 init 進(jìn)程（1 號進(jìn)程）。該內(nèi)核線程終結(jié)。

rest_init() 函數(shù)的最后一句?cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE);?最終變成了 idle 進(jìn)程（0 號進(jìn)程）。

而在 kernel_init 同期稍晚創(chuàng)建的 kthreadd 內(nèi)核線程，則一直存在，成為 2 號進(jìn)程

原文作者：Li-Yongjun