内核初始化。第九部分。 RCU初始化 这是Linux内核初始化过程的第九部分，上一部分我们停在了调度器初始化。在这部分中，我们将继续深入了解Linux内核初始化过程，主要目的是了解RCU的初始化。我们可以看到，在init/main.c中，sched_init之后的下一步是调用preempt_disable。有两个宏：  preempt_disable preempt_enable  用于禁用和启用抢占。首先让我们尝试理解在操作系统内核上下文中的preempt是什么。简单来说，抢占是操作系统内核提前当前任务以运行具有更高优先级任务的能力。在这里我们需要禁用抢占，因为我们在早期启动时只有一个ini...

内核初始化。第八部分。 调度器初始化 这是Linux内核初始化过程的第八部分，我们在上一部分的setup_nr_cpu_ids函数处暂停了。 这部分的重点是调度器初始化。但在我们开始学习调度器的初始化过程之前，我们需要做一些工作。在init/main.c中的下一步是setup_per_cpu_areas函数。这个函数为percpu变量设置内存区域，你可以在关于每个CPU变量的特别部分中阅读更多信息。在percpu区域启动并运行后，下一步是smp_prepare_boot_cpu函数。 这个函数为对称多处理做一些准备工作。由于这个函数是架构特定的，它位于arch/x86/include/asm/...

内核初始化。第七部分。 架构特定初始化的结束，差不多了... 这是Linux内核初始化过程的第七部分，涵盖了setup_arch函数的内部机制，该函数定义在arch/x86/kernel/setup.c。正如你可以从前面的部分了解到的，setup_arch函数执行一些架构特定的（在我们的情况下是x86_64）初始化工作，比如为内核代码/数据/bss预留内存，早期扫描Desktop Management Interface，早期转储PCI设备等等。如果你已经阅读了前面的部分，你可能记得我们在setup_real_mode函数处结束了。接下来，当我们设置所有映射页面的memblock限制时，我们可...

内核初始化 第六部分 仍旧是与系统架构有关的初始化 在之前的章节我们从 arch/x86/kernel/setup.c了解了特定于系统架构的初始化事务(在我们的例子中是 x86_64 架构)，并且通过 x86_configure_nx 函数根据对NX bit的支持配置了 _PAGE_NX 标志位。正如我之前写的, setup_arch 函数和 start_kernel 都非常复杂，所以在这个和下个章节我们将继续学习关于系统架构初始化进程的内容。x86_configure_nx 函数的下面是 parse_early_param 函数。这个函数定义在 init/main.c 中并且你可以从它的名字...

内核初始化 第五部分 与系统架构有关的初始化后续分析 在之前的章节中， 我们讲到了与系统架构有关的 setup_arch 函数部分，本文会继续从这里开始。 我们为 initrd 预留了内存之后，下一步是执行 olpc_ofw_detect 函数检测系统是否支持 One Laptop Per Child support。 我们不会考虑与平台有关的东西，且会忽略与平台有关的函数。所以我们继续往下看。 下一步是执行 early_trap_init 函数。这个函数会初始化调试功能 （#DB -当 TF 标志位和rflags被设置时会被使用）和 int3 （#BP）中断门。 如果你不了解中断，你可以从 ...

内核初始化. Part 4. Kernel entry point 还记得上一章的内容吗 - 跳转到内核入口之前的最后准备？你应该还记得我们已经完成一系列初始化操作，并停在了调用位于init/main.c中的start_kernel函数之前.start_kernel函数是与体系架构无关的通用处理入口函数，尽管我们在此初始化过程中要无数次的返回arch/ 文件夹。如果你仔细看看start_kernel函数的内容，你将发现此函数涉及内容非常广泛。在此过程中约包含了86个调用函数，是的，你发现它真的是非常庞大但是此部分并不是全部的初始化过程，在当前阶段我们只看这些就可以了。此章节以及后续所有在内核初...

内核初始化 第三部分 进入内核入口点之前最后的准备工作 这是 Linux 内核初始化过程的第三部分。在上一个部分 中我们接触到了初期中断和异常处理，而在这个部分中我们要继续看一看 Linux 内核的初始化过程。在之后的章节我们将会关注“内核入口点”—— init/main.c 文件中的start_kernel 函数。没错，从技术上说这并不是内核的入口点，只是不依赖于特定架构的通用内核代码的开始。不过，在我们调用 start_kernel 之前，有些准备必须要做。下面我们就来看一看。 boot_params again 在上一个部分中我们讲到了设置中断描述符表，并将其加载进 IDTR 寄存器。下...

内核初始化 第二部分 初期中断和异常处理 在上一个 部分 我们谈到了初期中断初始化。目前我们已经处于解压缩后的Linux内核中了，还有了用于初期启动的基本的 分页 机制。我们的目标是在内核的主体代码执行前做好准备工作。 我们已经在 本章 的 第一部分 做了一些工作，在这一部分中我们会继续分析关于中断和异常处理部分的代码。 我们在上一部分谈到了下面这个循环： for (i = 0; i < NUM_EXCEPTION_VECTORS; i++) set_intr_gate(i, early_idt_handler_array[i]);  这段代码位于 arch/x86/kernel/hea...

内核初始化 第一部分 踏入内核代码的第一步（TODO: Need proofreading） 上一章是引导过程的最后一部分。从现在开始，我们将深入探究 Linux 内核的初始化过程。在解压缩完 Linux 内核镜像、并把它妥善地放入内存后，内核就开始工作了。我们在第一章中介绍了 Linux 内核引导程序，它的任务就是为执行内核代码做准备。而在本章中，我们将探究内核代码，看一看内核的初始化过程——即在启动 PID 为 1 的 init 进程前，内核所做的大量工作。 本章的内容很多，介绍了在内核启动前的所有准备工作。arch/x86/kernel/head_64.S 文件中定义了内核入口点，我们会...

Linux 内核里的数据结构——位数组 Linux 内核中的位数组和位操作 除了不同的基于链式和树的数据结构以外，Linux 内核也为位数组（或称为位图（bitmap））提供了 API。位数组在 Linux 内核里被广泛使用，并且在以下的源代码文件中包含了与这样的结构搭配使用的通用 API：  lib/bitmap.c include/linux/bitmap.h  除了这两个文件之外，还有体系结构特定的头文件，它们为特定的体系结构提供优化的位操作。我们将探讨 x86_64 体系结构，因此在我们的例子里，它会是  arch/x86/include/asm/bitops.h  头文件。正如我上面...

Linux内核中的数据结构 基数树 正如你所知道的 Linux 内核通过许多不同库以及函数提供各种数据结构以及算法实现。 这个部分我们将介绍其中一个数据结构 Radix tree。Linux 内核中有两个文件与 radix tree 的实现和API相关：  include/linux/radix-tree.h lib/radix-tree.c  首先说明一下什么是 radix tree 。Radix tree 是一种 压缩 trie，其中 trie 是一种通过保存关联数组（associative array）来提供 关键字-值（key-value） 存储与查找的数据结构。通常关键字是字符串，不...

Linux 内核里的数据结构——双向链表 双向链表 Linux 内核自己实现了双向链表，可以在 include/linux/list.h 找到定义。我们将会从双向链表数据结构开始内核的数据结构。为什么？因为它在内核里使用的很广泛，你只需要在 free-electrons.com 检索一下就知道了。 首先让我们看一下在 include/linux/types.h 里的主结构体： struct list_head { struct list_head *next, *prev; };  你可能注意到这和你以前见过的双向链表的实现方法是不同的。举个例子来说，在 glib 库里是这样实现的： stru...

Linux内核中的通知链 引言 Linux内核是一个庞大的C语言代码块，由许多不同的子系统组成。每个子系统都有自己的目的，与其他子系统无关。但通常一个子系统想要知道其他子系统的信息。Linux内核中有一个特殊的机制可以部分解决这个问题。这个机制的名称是 - 通知链，其主要目的是为不同的子系统提供一个订阅其他子系统异步事件的方式。请注意，这种机制仅用于内核内部的通信，还有其他机制用于内核与用户空间之间的通信。 在我们考虑通知链API和这个API的实现之前，让我们从理论角度看看通知链机制，就像我们在这本书的其他部分所做的那样。与通知链机制相关的一切都位于include/linux/notifier...

CPU masks 介绍 Cpumasks 是Linux内核提供的保存系统CPU信息的特殊方法。包含 Cpumasks 操作 API 相关的源码和头文件：  include/linux/cpumask.h lib/cpumask.c kernel/cpu.c  正如 include/linux/cpumask.h 注释：Cpumasks 提供了代表系统中 CPU 集合的位图，一位放置一个 CPU 序号。我们已经在 Kernel entry point 部分，函数 boot_cpu_init 中看到了一点 cpumask。这个函数将第一个启动的 cpu 上线、激活等等…… set_cpu_onl...