Linux主循环与rest_init()
操作系统的主循环
Linux 操作系统的主循环是指内核（kernel）的主要执行循环，它负责处理各种系统事件和调度任务。主循环的实现可以因不同的内核版本和配置而有所不同，但通常包括以下几个关键步骤：
-
事件等待：主循环会通过相应的机制（如中断控制器、系统调用接口）等待各种事件的发生，例如中断、系统调用、定时器到期等。它会监测和等待这些事件，并根据事件的类型和优先级进行处理。 -
事件处理：当事件发生时，主循环会调用相应的事件处理程序来处理它们。例如，对于中断事件，内核会调用中断处理程序来响应中断；对于系统调用事件，内核会调用系统调用处理程序来执行用户空间的请求。 -
调度任务：一旦处理完当前事件，主循环会根据一定的调度策略，从就绪队列中选择一个最合适的任务来运行。这涉及到任务的优先级、时间片分配、调度类别等因素的考量。 -
任务执行：被选中的任务会在处理器上执行一段时间，直到它主动放弃处理器或被某个事件中断。任务的执行包括执行指令、访问内存、操作设备等操作。 -
系统维护：主循环会进行各种系统维护任务，例如内存管理、文件系统管理、设备管理等。这些任务涉及到内核数据结构的维护、资源的分配和回收、状态的更新等。 -
循环重复：一旦当前任务的时间片用尽或被中断，主循环会重新回到开头，等待下一个事件的发生，并选择下一个要运行的任务。
通过不断地循环执行上述步骤，主循环能够实现多任务的管理和调度，以及对系统的各种事件和需求的响应。它是内核运行的核心，保证了内核能够有效地管理和利用系统资源，并提供稳定和可靠的系统运行环境。
rest_init()
static noinline void __init_refok rest_init(void)
{
int pid;
rcu_scheduler_starting();
// 调用 RCU（Read-Copy-Update）子系统的函数，用于初始化 RCU 调度器
/*
* 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 | CLONE_SIGHAND);
// 创建 kernel_init 进程：通过调用 kernel_thread 函数，创建一个新的内核线程，该线程的入口点是 kernel_init 函数。这个进程将成为系统的初始化进程。
numa_default_policy();
pid = kernel_thread(kthreadd, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES);
// 创建 kthreadd 进程：同样通过 kernel_thread 函数，创建一个新的内核线程，入口点为 kthreadd 函数。这个进程负责创建其他内核线程。
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);
// 在禁用抢占的情况下调用上面初始化的idle进程。
}
代码说明：
numa_default_policy()：初始化 NUMA（Non-Uniform Memory Access）策略，用于管理多个 NUMA 节点的内存访问。
rcu_read_lock() 和 rcu_read_unlock()：通过读取锁定机制保护 RCU 数据结构，以避免并发访问的问题。
find_task_by_pid_ns()：根据进程 ID 查找相应的任务结构体，返回指向 kthreadd 进程的任务指针。
complete(&kthreadd_done)：标记 kthreadd 进程已经完成了初始化。
schedule_preempt_disabled()：将当前任务放入调度队列，使得系统能够调度其他任务执行。
cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE)：通知 CPU 热插拔子系统，当前 CPU 已在线，可以进行后续的初始化操作。
这段代码主要是在系统启动过程中，初始化了一些关键的内核组件和进程，以确保系统能够正常运行。其中，kernel_init 进程成为系统的初始化进程，而 kthreadd 进程负责创建其他内核线程。这些进程和组件的初始化是为了建立起基本的系统环境，为后续的任务和用户程序的执行做准备。
浙公网安备 33010602011771号