一、实验步骤:
1:运行menuos:
a)cd LinuxKernel/
b)qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img
启动后启动了MenuOS。
2:使用gdb调试跟踪menuos内核启动和运行过程;
a)qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -s -S
-S:freeze CPU at startup
-s:shorthand for -gdb tcp::1234 如果不想使用1234端口则可以好似用 -gdb tcp:xx 来取代-s选项
在另外一个窗口调试程序打开gdb;
然后按c运行到刚才的断点,如下图:
然后使用list,查看start_kernel的代码
如果想跟踪那里,结合代码,设置断点继续跟踪;
二、从start_kernel到init进程启动过程的详细分析
1.Linux内核启动时首先调用start_Kernel函数,该函数相当于应用程序中的main()函数,在start_kernel函数中会调用大量的init函数来对内核环境进行初始化;包括CPU初始化、内存管理初始化、进程管理初始化、文件系统初始化、中断、同步互斥等。例如:
asmlinkage __visible void __init start_kernel(void)
{
.......
/*init_task即手工创建的PCB,0号进程就是最终的idle进程*/
thread_info_cache_init();//初始化thread info
cred_init();
fork_init(totalram_pages);//初始化fork
proc_caches_init();//初始化proc的catch
buffer_init();
key_init();
security_init();
dbg_late_init();//文件系统初始化
vfs_caches_init(totalram_pages);
signals_init();
/* rootfs populating might need page-writeback */
page_writeback_init();
proc_root_init();
cgroup_init();
cpuset_init();
taskstats_init_early();
delayacct_init();
check_bugs();
sfi_init_late();
if (efi_enabled(EFI_RUNTIME_SERVICES)) {
efi_late_init();
efi_free_boot_services();
}
ftrace_init();
/*以上就是各种初始化*/
/* Do the rest non-__init'ed, we're now alive */
rest_init();
}
2.从上面代码我们看到最后一步就是:调用rest_init()函数来启动第一个用户进程,该进程被称为1号进程,代码及分析如下所示:(这个函数可以直接断点到这里,然后按c运行到这里即可)
static noinline void __init_refok rest_init(void)
{
int pid;
rcu_scheduler_starting();
/*
* We need to spawn init first so that it obtains pid 1, however
* the init task will end up wanting to create kthreads, which, if
* we schedule it before we create kthreadd, will OOPS.
*/
kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS);//启动1号进程,也称为init进程,是第一个用户进程
numa_default_policy();
pid = kernel_thread(kthreadd, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES);
rcu_read_lock();
kthreadd_task = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns);
rcu_read_unlock();
complete(&kthreadd_done);
/*
* The boot idle thread must execute schedule()
* at least once to get things moving:
*/
init_idle_bootup_task(current);
schedule_preempt_disabled();
/* Call into cpu_idle with preempt disabled */
cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE); //由1号进程完成剩下的初始化工作
}我们可以看到这个进程,有一个while(1)在无限的执行下去;