3.2.2　内核启动阶段

内核初始化阶段结束时，通过调用start_kernel函数进入内核启动阶段。在内核启动阶段，首先进行一些应用级的初始化工作，最后调用rest_init函数启动init进程。init进程是Android用户空间的1号进程，担负Android运行环境启动的重要职责。本节首先分析内核启动阶段都做了哪些工作。这部分代码主要位于kernel/init/main.c，如下所示：

asmlinkage void__init start_kernel（void）

{

……//省略部分内容

local_irq_disable（）；//关闭当前CPU中断

early_boot_irqs_disabled=true；

page_address_init（）；//页地址初始化

printk（KERN_NOTICE"%s"，linux_banner）；//输出内核版本信息

setup_arch（＆command_line）；//体系结构相关的初始化

//command_line由bootloader传入

……//省略部分内容

sched_init（）；//初始化进程调度器

preempt_disable（）；//禁止抢占

early_irq_init（）；//初始化中断处理函数

init_IRQ（）；

init_timers（）；//初始化定时器

hrtimers_init（）；//高精度时钟的初始化

softirq_init（）；//初始化软中断

time_init（）；//初始化系统时间

profile_init（）；//初始化内核性能调试工具profile

early_boot_irqs_disabled=false；

local_irq_enable（）；//打开IRQ中断

console_init（）；//初始化控制台显示printk打印的内容

//在此之前调用的printk只是缓存信息

fork_init（totalram_pages）；//计算允许创建进程的数量

……//省略部分内容

signals_init（）；//初始化信号量

ftrace_init（）；

rest_init（）；//创建init进程

}

start_kernel的源代码可以分成以下两部分：

1）C部分的初始化过程。

2）调用rest_init创建init进程。

如果读者对C部分的初始化感兴趣，可以参考专门介绍Linux内核的书。本书将重点放在init进程创建过程。定位到rest_init方法的实现部分，代码如下：

static noinline void__init_refok rest_init（void）

{

int pid；

rcu_scheduler_starting（）；

/*通过kernel_thread启动内核线程，执行kernel_init

函数，此函数首先创建了init进程，以使其成为1号进程/

kernel_thread（kernel_init, NULL, CLONE_FS|CLONE_SIGHAND）；

numa_default_policy（）；

/启动内核线程kthreadd/

pid=kernel_thread（kthreadd, NULL, CLONE_FS|CLONE_FILES）；

……//省略部分代码

/调用schedule，释放当前线程占用的CPU，以激活其他线程/

schedule（）；

preempt_disable（）；

/调用cpu_idle，使当前线程变成idle线程，减少系统资源占用/

cpu_idle（）；

}

rest_init中的主要任务是通过kernel_thread启动了两个内核线程。kernel_thread的实现代码位于kernel/common/arch/arm/kernel/process.c，函数原型如下：

pid_t kernel_thread（int（fn）（void），void*arg, unsigned long flags）

kernel_thread用来启动一个内核线程，第一个参数fn是要执行的函数的指针；第二个参数arg是传递给该函数的参数；第三个参数flags为do_fork创建线程时的标志。对于rest_init方法中第一个kernel_thread调用，实际上调用了kernel_init函数。进入kernel_init函数体一看究竟，代码如下：

static int__init kernel_init（void*unused）

{

wait_for_completion（＆kthreadd_done）；

set_mems_allowed（node_states[N_HIGH_MEMORY]）；

set_cpus_allowed_ptr（current, cpu_all_mask）；

cad_pid=task_pid（current）；

……//省略多CPU激活部分代码

do_basic_setup（）；//驱动程序和内核子系统的一般初始化

……//省略部分代码

//定义init进程

if（！ramdisk_execute_command）ramdidk_execute_command="/init"；

if（sys_access（

（const char__user*）ramdisk_execute_command，0）！=0）

{

ramdisk_execute_command=NULL；

prepare_namespace（）；

}

//最后调用init_post，启动进程负责用户空间的初始化

init_post（）；

return 0；

}

kernel_init方法中，前面的部分做了一些初始化工作，然后定义了init进程的位置，接着就调用了init_post函数。接下来定位到init_post的函数体，代码如下：

static noinline int init_post（void）

{

……//省略部分代码

if（ramdisk_execute_command）{

//run_init_process执行后将不再返回

run_init_process（ramdisk_execute_command）；

}

if（execute_command）{

run_init_process（execute_command）；

}

run_init_process（"/sbin/init"）；

run_init_process（"/etc/init"）；

run_init_process（"/bin/init"）；

run_init_process（"/bin/sh"）；

}

execute_command是bootloader传递给内核的参数，一般是/init（即根目录下的init程序），也就是调用文件系统里的init进程。如果找不到就会继续寻找"/sbin/init"、"/etc/init"、"/bin/init"、"/bin/sh"，找到后便执行run_init_process，且不再返回。run_init_process的函数体非常简单，仅仅是对kernel_execve函数的封装，代码如下：

static void run_init_process（const char*init_filename）

{

argv_init[0]=init_filename；

kernel_execve（init_filename, argv_init, envp_init）；

}

kernel_execve是Linux内核中创建用户进程的方法接口，其实现位于arch/arm/kernel/sys_arm.c，这里不详述。

至此，已经对Android Kernel如何引导以及用户空间1号进程（init进程）如何启动做了详细分析。如果读者并不熟悉Linux和汇编语言也不要紧，这不影响继续分析Android的启动过程。接下来，将详细分析Android init进程的执行过程。