3.2.6 盘古开天地start

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3.2 内核初始化(盘古开天地)

3.2.6 盘古开天地start_kernel

__primary_switched最后义无反顾的跳转到了start_kernel（init/main.c）。为什么说义无反顾？因为使用的是b汇编指令而不是bl汇编指令，代表着跳转之后压根没有回头路。而且，前面已经构造好了栈空间，已经可以放心的执行C函数start_kernel。

盘古开天辟地开始了，创世纪开始了，start_kernel实际上开始进行各种子系统的初始化。具体初始化过程有很多文章和书籍都有分析，就不一一赘述了。重点关注和中断相关的初始化。

第542行，关闭中断。实际上从内核运行开始一直都是关中断的，此处算是一个双保险操作。因为I-pipe要区分物理中断和虚拟中断，对此处会根据需要进行修改，后面会详细分析。

第590行，trap_init()定义在arch/arm64/kernel/traps.c，它的主要作用是：启用BRK指令为BUG()服务，在commit 9fb7410f955f7引入。__ipipe_init_early在trap_init()之前调用。

第637行，early_irq_init()定义在kernel/irq/irqdesc.c，初始化预分配的中断preallocated irqs。对于ARM64，dmesg启动过程中打印preallocated irqs为0，所以判断针对ARM64没有实质内容。

[    0.000000] NR_IRQS: 64, nr_irqs: 64, preallocated irqs: 0

第638行，init_IRQ()真正进行ARM64中断初始化。

start_kernel <init/main.c>						
->	init_IRQ <arch/arm64/kernel/irq.c>					
	->	irqchip_init <drivers/irqchip/irqchip.c>				
		->	of_irq_init(__irqchip_of_table) <drivers/of/irq.c>			
			->	gic_of_init <drivers/irqchip/irq-gic-v3.c>		
				->	gic_init_bases <drivers/irqchip/irq-gic-v3.c>	
					->	set_handle_irq(gic_handle_irq)

第645行，time_init()对时钟进行初始化。__ipipe_init()的实质初始化，就放在了中断和时间子系统初始化之后。

第657行，打开中断。I-pipe会对local_irq_enable()进行改造，把它的语义从打开物理中断变成打开虚拟中断。

盘古开天辟地的最后一步，就是分出天和地，start_kernel的最后一步是rest_init，也有异曲同工之妙。对代码进行精简，只保留最核心的部分：

static noinline void __ref rest_init(void)
{
    ……
	pid = kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS);
    ……
	pid = kernel_thread(kthreadd, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES);
    ……
	cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE);
}

辟地之创建1号进程init

1号进程是0号进程调用kernel_thread->_do_fork创建的，本身是一个内核进程。1号进程的入口函数是kernel_init，它在当前根目录下寻找init程序，通过execve执行init程序转到用户态，变身为用户进程。

此时的init程序实际上来自于initramfs或initrd，为方便描述，简称oldroot/init。它的职责是从initramfs或initrd中加载驱动并找到真正的根文件系统newroot，调用switch_root切换到newroot，并执行newroot/init程序。最重要的点是，newroot/init的进程号依然是1，这是怎么做到的？从switch_root源码可知，它复用了原来的1号进程，调用execv(init, initargs)重新装载newroot/init程序并执行，可以说是偷梁换柱的高手。当前，在嵌入式Linux中，经常把initramfs或initrd之间当作根文件系统，原理就是把oldroot/init的职责变更了，不再寻找newroot了，反而自己当家作主了，有点鸠占鹊巢的意思。

Linux操作系统先后出现2个主流的init程序：System-V init和systemd。嵌入式Linux很多还在用System-V init，但是主流Linux发行版（例如红帽、Ubuntu）都在使用systemd.

总而言之，1号进程init是所有用户进程的祖先！这里把它当作"地进程"！

0 号进程在初始化阶段，无论是变量名还是函数名都使用了init前缀或后缀(例如init_task/init_stack等)，而1号进程竟然也叫init进程，要特别注意不要混淆。

开天之创建2号进程kthreadd

2号进程是0号进程调用kernel_thread->_do_fork创建的，是一个内核进程，入口函数是kthreadd，它利用循环不断地判断kthread_create_list链表节点是否不为空，只要不为空，就取出链表节点，调用create_kthread-> kernel_thread->_do_fork创建相应的内核线程，然后删除链表节点。

内核提供kthread_create/kthread_run来创建内核线程，实际上是向kthread_create_list链表添加新的链表节点，然后等待2号进程完成内核线程的创建。

总而言之，2号进程kthreadd也是今后所有内核进程的祖先！这里把它当作”天进程“！