一个很棒的*博士生陳育書的关于Linux启动分析的博文【转】

转自：http://www.formosaos.url.tw/linux/kinit.html

1 核心初始化

從核心程式碼預覽，可以知道核心的檔案和目錄都非常的多，不容易以個別目錄的程式碼的方式去了解。筆者選擇以深入核心初始化程序的方式，了解核心的構成。透過核心初始化的程序，了解各個模組間的關係和啟用順序，進而建立對核心模組群的認識。

這一個很沉悶過程，LINUX 核心初始化過程應該不太會再變動，一步步走完一個函式以及函式中的函式與資料結構，建立核心初始化的路徑與層次圖像。這一章的內容從 linux/init/main.c 的函式 start_kernel 展開。

2 核心起始函式

核心起始程序包括核心起頭程式、I386 核心起始程式、核心起始程式。其中，核心起始程式會處理比較重要的核心模組群初始化。最後執行兩個核心行程，核心初始化行程、核心行程建立行程。核心初始化行程會等核心行程建立行程啟動後，再繼續執行核心初始化工作。等核心初始化行程完成後，核心便宣告啟動完成。

核心起始函式 start_kernel 的檔案位置是 linux/init/main.c。核心起始函式的工作是初始化 LINUX 核心功能模組群，包括CPU組態、多工核心、記憶體管理器、分頁管理器等等。這個過程會建立核心運作所需要的所有資料結構。

函式中有許多空函式，這是因為只使用內定組態，有些功能沒有啟動。

linux/init/main.c
01 asmlinkage void __init start_kernel(void){
02     char * command_line;
03     extern const struct kernel_param __start___param[], __stop___param[];
04 
05     smp_setup_processor_id();
06     lockdep_init();
07     debug_objects_early_init();
08     boot_init_stack_canary();
09     cgroup_init_early();
10     local_irq_disable();
11     early_boot_irqs_disabled = true;
12     tick_init();
13     boot_cpu_init();
14     page_address_init();
15     printk(KERN_NOTICE "%s", linux_banner);
16     setup_arch(&command_line);
17     mm_init_owner(&init_mm, &init_task);
18     mm_init_cpumask(&init_mm);
19     setup_command_line(command_line);
20     setup_nr_cpu_ids();
21     setup_per_cpu_areas();
22     smp_prepare_boot_cpu();
23     build_all_zonelists(NULL);
24     page_alloc_init();
25     printk(KERN_NOTICE "Kernel command line: %s
", boot_command_line);
26     parse_early_param();
27     parse_args("Booting kernel", static_command_line, __start___param,
28                 __stop___param - __start___param,
29                 &unknown_bootoption);
30     setup_log_buf(0);
31     pidhash_init();
32     vfs_caches_init_early();
33     sort_main_extable();
34     trap_init();
35     mm_init();
36     sched_init();
37     preempt_disable();
38     if (!irqs_disabled()) {
39         printk(KERN_WARNING "start_kernel(): bug: interrupts were "
40                 "enabled *very* early, fixing it
");
41         local_irq_disable();
42     }
43     idr_init_cache();
44     perf_event_init();
45     rcu_init();
46     radix_tree_init();
47     early_irq_init();
48     init_IRQ();
49     prio_tree_init();
50     init_timers();
51     hrtimers_init();
52     softirq_init();
53     timekeeping_init();
54     time_init();
55     profile_init();
56     call_function_init();
57     if (!irqs_disabled())
58         printk(KERN_CRIT "start_kernel(): bug: interrupts were " "enabled early
");
59     early_boot_irqs_disabled = false;
60     local_irq_enable();
61     gfp_allowed_mask = __GFP_BITS_MASK;
62     kmem_cache_init_late();
63     console_init();
64     if (panic_later) panic(panic_later, panic_param);
65     lockdep_info();
66     locking_selftest();
67 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
68     if (initrd_start && !initrd_below_start_ok &&
69         page_to_pfn(virt_to_page((void *)initrd_start)) < min_low_pfn) {
70         printk(KERN_CRIT "initrd overwritten (0x%08lx < 0x%08lx) - "
71             "disabling it.
",
72             page_to_pfn(virt_to_page((void *)initrd_start)),
73             min_low_pfn);
74         initrd_start = 0;
75     }
76 #endif
77     page_cgroup_init();
78     enable_debug_pagealloc();
79     debug_objects_mem_init();
80     kmemleak_init();
81     setup_per_cpu_pageset();
82     numa_policy_init();
83     if (late_time_init) late_time_init();
84     sched_clock_init();
85     calibrate_delay();
86     pidmap_init();
87     anon_vma_init();
88 #ifdef CONFIG_X86
89     if (efi_enabled) efi_enter_virtual_mode();
90 #endif
91     thread_info_cache_init();
92     cred_init();
93     fork_init(totalram_pages);
94     proc_caches_init();
95     buffer_init();
96     key_init();
97     security_init();
98     dbg_late_init();
99     vfs_caches_init(totalram_pages);
100     signals_init();
101     page_writeback_init();
102 #ifdef CONFIG_PROC_FS
103     proc_root_init();
104 #endif
105     cgroup_init();
106     cpuset_init();
107     taskstats_init_early();
108     delayacct_init();
109     check_bugs();
110     acpi_early_init();
111     sfi_init_late();
112     ftrace_init();
113     rest_init();
114 }

行號	說明
05	smp_setup_processor_id，設置 CPU ID，x86 中這是一個空函式。
06	lockdep_init，初始化核心鎖雜湊表，建立鎖串列的資料結構。
07	debug_objects_early_init，偵錯物件群早期初始化函式，這是一個空函式。
08	boot_init_stack_canary，初始化時期堆疊初始化函式，這是一個空函式。
09	cgroup_init_early，控制群模組初始化，這是一個性能管理的模組，用來統計佔用 CPU 資源的程度。
10	local_irq_disable，關閉 CPU 外部中斷，即執行 cli。
11	設定中斷關閉旗號為真，表示 IRQ 已經暫時關閉。
12	tick_init，時間滴答控制器初始化函式，將時間滴答控制器的通知器安裝到核心時鐘事件通知器串列。
13	boot_cpu_init，啟動時期 CPU 初始化函式，設定 CPU 位元旗號，包括 online、active、present、possible。
14	page_address_init，頁位址初始化函式，這是一個空函式。
15	顯示核心資訊在檔案 linux/init/version.c，顯示內容是 Linux version 3.0.0 (root@localhost.localdomain)(gcc version 4.4.4 20100503) (Red Hat 4.4.4-2) (GCC)#1 SMP Mon Aug 1 14:25:54 CST 2011 。
16	setup_arch，架構設置函式，回應命令列字串。
17	mm_init_owner，此函式為空函式。
18	mm_init_cpumask，此函式為空函式。
19	setup_command_line，設置命令列函式，取得啟動命令列和之前架構設置函式回應的命令列的字串內容。
20	setup_nr_cpu_ids，設定 nr_cpu_ids，cpu_possible_mask 的最後一個值為一的位元數，即 CPU 可能的最大數目。
21	setup_per_cpu_areas，配置每個 CPU 專屬的記憶體體積。
22	smp_prepare_boot_cpu，為對稱多處理器系統預備好啟動 CPU，即設定目前工作的 CPU。
23	build_all_zonelists，為所有的 node 建立 zonelist，用來管理記憶體。
24	page_alloc_init，設定頁配置時的 CPU 通知器。
25	顯示啟動命令列的命令字串內容。
26	parse_early_param，執行啟動命令，這是早期的啟動參數。
27~29	parse_args，執行架構設置函式的命令列字串。
30	setup_log_buf，設置紀錄緩衝區記憶體，。
31	pidhash_init，PID 雜湊串列表初始化。
32	vfs_caches_init_early，VFS 早期快取初始化，linux/fs/dcache。
33	sort_main_extable，將例外程式表依照位址排列，位址值大的排在前面，這樣的做法是為了用 binary search 尋找例外程式。
34	trap_init，感覺是 trap 例外的初始化，但筆者沒有找到程式實體。
35	mm_init，設置核心記憶體配置器，會處理取得 cgroup 所需記憶體，記憶體管理器初始化，核心記憶體快取初始化，CPU 晚期變數初始化，分頁表快取記憶體初始化，虛擬記憶體初始化。
36	sched_init，初始化排程器，這要執行在所有中斷致能之前。完整的排程器會在 smp_init 時設置。
37	preempt_disable，除能先佔式多工，這是個空函式。除能先佔式多工，因為初期的排程器比較脆弱，還不能支援此功能。事實上也還不需要支援此功能，因為只是讓幾個初始化工作跑起來而已。
38~42	當外部中斷已經致能，表示出錯，顯示錯誤訊息，並將外部中斷關掉。
43	idr_init_cache，初始化 IDR 管理器，IDR 感覺像是 ID REGISTER 的簡寫，用來管理系統中所有 ID 對映位址的結構。這裡只是從快取配置一小塊記憶體給 IDR 管理器的 IDR_LAYER 佇列頭 idr_layer_cache。
44	perf_event_init，效能事件管理器初始化函式，用來統計每個 CPU 的效能。
45	rcu_init，RCU 機制初始化，RCU 是 READ-COPY UPDATE 的簡寫。
46	radix_tree_init，樹根節點初始化，使用快取記憶體。
47	early_irq_init，早期外部中斷描述器初始化，只是將資料結構初始化。
48	init_IRQ，這個函式應該是在 ARCH。
49	prio_tree_init，初始化優先權樹，用於優先權尋找樹演算法。
50	init_timers，計時器初始化，安裝計時器軟體中斷。雖然名稱是 OPEN ，但程式碼看起來是安裝。
51	hrtimers_init，安裝高解析度計時器中斷，高解析度應該是以時脈計數，而非以豪秒幾時。
52	softirq_init，軟體中斷初始化函式，初始化每個 CPU 的中斷串列，安裝軟體中斷函式 TASKLET 和 HI_SOFTIRQ。TASKLET 是延緩的任務中斷處理，HI_SOFTIRQ 是高優先權軟體中斷。
53	timekeeping_init，時間保持函式，初始化時脈源和時間保持的相關參數值。
54	time_init，時間初始化函式，這個函式可能在 /arch。
55	profile_init，初始化 KERNEL TEXT PROFILE，感覺是保留 KERNEL 程式碼的空間，給一個側寫。為什麼要使用到 kzalloc、alloc_pages_exact、vzalloc??
56	call_function_init，CPU 功能初始化函式，將各 CPU 的 lock list 初始化。並且將熱插拔 CPU 初始化。
57~58	再次檢查中斷功能，當外部中斷已經致能，表示出錯，顯示錯誤訊息，並將外部中斷關掉。
59	取消啟動初期 IRQ 除能旗號為否，表示要允許 IRQ 致能。
60	local_irq_enable，致能 IRQ，local 可能表示只是用於現在的 IRQ 設定，不是給後來的作業系統使用的 IRQ。
61	GFP 許可遮罩，表示有哪些 GFP 功能被允許。GFP 是 global function plane 的簡寫，用來表示全系統的功能規劃。
62	kmem_cache_init_late，核心快取記憶體晚期初始化函式，因為使用 slub 所以是空函式。
63	console_init，操控台初始化，這是為了看輸出的訊息，不是為了下命令。當然也可以下命令，但以此時來說是個危險動作。
64	系統錯誤旗號為真，顯示錯誤訊息並停止系統運作。
65	lockdep_info，顯示鎖依賴資訊，包括依賴子類別、依賴深度、依賴鑰匙、依賴單元、依賴鏈、鏈雜湊表體積等。
66	locking_selftest，上鎖自我測試，用來測試硬體中斷與軟體中斷的上鎖解鎖操作的程式蟲。
67~76	當組態常數 CONFIG_BLK_DEV_INITRD 為已定義。檢查 INITRD，有錯誤時顯示錯誤訊息，並設定 initrd_start 為否表示沒有啟用 INITRD。
77	page_cgroup_init，初始化頁控制群。
78	enable_debug_pagealloc，致能頁配置的偵錯功能，空函式。
79	debug_objects_mem_init，致能物件記憶初始化的偵錯功能，。
80	kmemleak_init，初始化記憶體遺漏控制器，。
81	setup_per_cpu_pageset，設置每個 CPU 的頁集合器，並初始化頁集合器。在此之前只有啟動時期頁集合器。
82	numa_policy_init，numa 策略初始化。
82	late_time_init，當初始程序晚期時間初始化函式指標不是空指標，執行晚期時間初始化函式。
84	sched_clock_init，排程器時脈初始化函式，。
85	calibrate_delay，校正時間延遲參數值。
86	pidmap_init，初始化 PID 控制器對映圖，。
87	anon_vma_init，匿名頁虛擬記憶體控制器初始化，anon 是 anonymous 的簡寫。
89	efi_enter_virtual_mode，當 EFI 致能旗號為真，進入 EFI 虛擬模式。EFI 是 EXTENSIBLE FIRMWARE INTERFACE。
91	thread_info_cache_init，行程資訊快取控制器初始化，這是一個空函式。
92	cred_init，信用管理器初始化，取得一塊可以用來做信用管理的記憶體。
93	fork_init，任務管理器初始化，。
94	proc_caches_init，行程控制器快取初始化，包含信號快取、檔案快取、檔案系統快取。
95	buffer_init，緩衝區管理器初始化，有一個緩衝串列頭在快取記憶體。
96	key_init，鑰匙管理器初始化，這是一個空函式。
97	security_init，安全管理器初始化，這是一個空函式。
98	dbg_late_init，初始化程序晚期偵錯函式，這是一個空函式。
99	vfs_caches_init，虛擬檔案系統快取初始化，。
100	signals_init，信號管理器初始化，。
101	page_writeback_init，頁寫回機制初始化，。
103	proc_root_init，根目錄初始化函式，。
105	cgroup_init控制群控制器初始化函式，。
106	cpuset_init，CPU集合初始化，初始化頂成 CPU 集合和內部檔案系統的 CPU 集合。CPU 集合應該是可用的 CPU 的集合。
107	taskstats_init_early，任務狀態早期初始化函½½式，取得任務狀態管理器快取記憶體，建立CPU 的聽取者串列和讀寫互斥機制。
108	delayacct_init，任務延遲管理器，應該是用於任務閒置時間的計數。
109	check_bugs，檢查 CPU 蟲函式，確定 CPU 可以正確工作。
110	acpi_early_init，ACPI 匯流排早期初始化函式。
111	sfi_init_late，SFI 初始程序晚期設定函式，SFI 是 SIMPLE FIRMWARE INTERFACE。
112	ftrace_init，功能追蹤器初始化函式，ftrace 是 function trace 的簡寫。
113	rest_init，剩餘初始化函式，執行剩下未初始化的工作。

2.1 依賴鎖串列初始化

依賴鎖的檔案位置是 linux/kernel/lockdep.c。依賴鎖初始化函式會初始化兩個串列，依賴鎖類別雜湊表串列和依賴鎖鏈雜湊表串列，完成後設定初始化旗號為真，表示依賴鎖已初始化完成。

linux/kernel/lockdep.c
01 void lockdep_init(void){
02     int i;
03 
04     if (lockdep_initialized) return;
05     for (i = 0; i < CLASSHASH_SIZE; i++) INIT_LIST_HEAD(classhash_table + i);
06     for (i = 0; i < CHAINHASH_SIZE; i++) INIT_LIST_HEAD(chainhash_table + i);
07     lockdep_initialized = 1;
08 }

行號	說明
04	當 Lockdep 已經初始化完成，函式回返。
05	依賴鎖類別雜湊表串列初始化。這裡使用巨集處理串列頭 INIT_LIST_HEAD。
06	鎖依賴鏈雜湊表串列初始化，。
07	當完成串列初始化，設定 Lockdep 初始化旗號為一，表示已完成初始化。

INIT_LIST_HEAD 的定義：

linux/include/linux/list.h
01 static inline void INIT_LIST_HEAD(struct list_head *list){
02     list->next = list;
03     list->prev = list;
04 }

行號	說明
01	static inline 表示用於加速程式執行，會以複製程式碼的方式編譯。
02	將串列的下一個串列指標指向自已，表示沒有下一個串列。
03	將串列的上一個串列指標指向自己，表示沒有上一個串列。

依賴鎖依賴雜湊串列表：

linux/kernel/lockdep.c
01 #define MAX_LOCKDEP_KEYS_BITS  13
02 #define CLASSHASH_BITS         (MAX_LOCKDEP_KEYS_BITS - 1)
03 #define CLASSHASH_SIZE         (1UL << CLASSHASH_BITS)
04 #define __classhashfn(key)     hash_long((unsigned long)key, CLASSHASH_BITS)
05 #define classhashentry(key)    (classhash_table + __classhashfn((key)))
06 static struct list_head classhash_table[CLASSHASH_SIZE];

行號	說明
01	依賴鎖鑰匙位元數 13 位元。
02	類別雜湊位元數 12 位元，。
03	類別雜湊體積 4096。
04	類別雜湊函式，。
05	類別雜湊入口位址，。
05	類別雜湊表結構陣列，。

依賴鎖鏈雜湊串列表：

linux/kernel/lockdep.c
01 #define MAX_LOCKDEP_CHAINS_BITS  15
02 #define CHAINHASH_BITS           (MAX_LOCKDEP_CHAINS_BITS-1)
03 #define CHAINHASH_SIZE           (1UL << CHAINHASH_BITS)
04 #define __chainhashfn(chain)     hash_long(chain, CHAINHASH_BITS)
05 #define chainhashentry(chain)    (chainhash_table + __chainhashfn((chain)))
06 static struct list_head chainhash_table[CHAINHASH_SIZE];

行號	說明
01	依賴鎖鏈位元數 13 位元。
02	鏈雜湊位元數 12 位元，。
03	鏈雜湊體積 4096。
04	鏈雜湊函式，。
05	鏈雜湊入口位址，。
05	鏈雜湊表結構陣列，。

2.2 控制群早期初始化

控制群(control group)，簡稱 cgroup，是一個行程群聚(process grouping)系統，用於量測系統效能。也就是透過將行程群聚的方式，統計行程群集體消耗的 CPU 運算資源。

linux/kernel/cgroup.c
01 int __init cgroup_init_early(void){
02     int i;
03     atomic_set(&init_css_set.refcount, 1);
04     INIT_LIST_HEAD(&init_css_set.cg_links);
05     INIT_LIST_HEAD(&init_css_set.tasks);
06     INIT_HLIST_NODE(&init_css_set.hlist);
07     css_set_count = 1;
08     init_cgroup_root(&rootnode);
09     root_count = 1;
10     init_task.cgroups = &init_css_set;
11     init_css_set_link.cg = &init_css_set;
12     init_css_set_link.cgrp = dummytop;
13     list_add(&init_css_set_link.cgrp_link_list,&rootnode.top_cgroup.css_sets);
14     list_add(&init_css_set_link.cg_link_list,&init_css_set.cg_links);
15     for (i = 0; i < CSS_SET_TABLE_SIZE; i++) INIT_HLIST_HEAD(&css_set_table[i]);
16     for (i = 0; i < CGROUP_BUILTIN_SUBSYS_COUNT; i++) {
17         struct cgroup_subsys *ss = subsys[i];
18 
19         BUG_ON(!ss->name);
20         BUG_ON(strlen(ss->name) > MAX_CGROUP_TYPE_NAMELEN);
21         BUG_ON(!ss->create);
22         BUG_ON(!ss->destroy);
23         if (ss->subsys_id != i) {
24             printk(KERN_ERR "cgroup: Subsys %s id == %d
",ss->name, ss->subsys_id);
25             BUG();
26         }
27         if (ss->early_init) cgroup_init_subsys(ss);
28     }
29     return 0;
30 }

行號	說明
01	__init 表示此函式的程式碼會存在於 VMLINUX 的 .init.text 程式區段，定義在 linux/include/linux/init.h。
03	呼叫微小變數設定函式，設定變數值。設定 init_css_set.refcount 變數值為一。
04	初始化 init_css_set 的串列鏈結頭 cg_links。用於控制群的雜湊槽(hash slot)。
05	初始化 init_css_set 的串列鏈結頭 tasks。用於控制群的任務串列。
06	初始化 init_css_set 的串列鏈結頭 hlist。用於 cg_cgroup_link 鏈結串列。
07	設定 css_set_count 變數值為一。
08	初始化控制群的根節點，包括附加的子系統節點串列和活動中的階層節點串列。
09	設定根節點數計數器為一。
10	設定初始化任務的控制群子系統物件結構指標，指向控制群模組的 init_css_set。
11	設定初始控制群鏈結結構(init_css_set_link)的控制群子系統物件結構指標(cg)，指向控制群模組的 init_css_set。
11	設定初始控制群鏈結結構(init_css_set_link)的控制群結構指標(cgrp)，指向控制群模組的 dummytop，即根節點的頂層控制群。
13	安裝根節點控制群的控制群子系統控制結構 css_sets 到控制群鏈結結構的 css_sets 串列。
14	安裝根節點控制群的控制群串列 cg_link_list 到控制群鏈結結構的 cg_link_list 串列。
15	初始化控制群雜湊表。
16	控制群子系統初始化迴圈，包括 cpuset、cpu_cgroup、cpu_acct、freexer。定義在 linux/include/cgroup_subsys.h
19~26	檢驗控制群子系統內容。
27	當該子系統早期初始化函式存在，初始化該子系統。

2.3 中斷除能

將目前工作的 CPU 的中斷除能，即使用 cli 指令，使 CPU 外部中斷信號除能。在設定啟動初期中斷除能旗號為真，表示中斷已經除能。

區域中斷除能函式 local_irq_disable 會轉譯成 raw_local_irq_disable 和 trace_hardirqs_off。 raw_local_irq_disable 會再轉譯成 arch_local_irq_disable，這是因為不同的機器架構有不同的區域中斷除能函式。這裏使用的是 I386 的 arch_local_irq_disable，透過呼叫 native_irq_disable，執行中斷除能指令。為什麼會有這麼多步驟的原因是 LINUX 支援多種機器架構，為了構建上的彈性，所採取的做法。

linux/kernel/lockdep.h
01 #define local_irq_disable() 
02     do { raw_local_irq_disable(); trace_hardirqs_off(); } while (0)

linux/arch/x86/include/asm/Irqflags.h
01 # define trace_hardirqs_off()  do { } while (0)
02 
03 #define raw_local_irq_disable()     arch_local_irq_disable()
04 
05 static inline void arch_local_irq_disable(void){
06     native_irq_disable();
07 }
08 
09 static inline void native_irq_disable(void){
10     asm volatile("cli": : :"memory");
11 }

行號	說明
01	raw_local_irq_disable 會轉譯成一個沒有做任何事的程式碼 do{} while (0)。
03	raw_local_irq_disable 會轉譯成 arch_local_irq_disable。
06	arch_local_irq_disable 會呼叫 native_irq_disable。
10	native_irq_disable 就是執行 cli，。

2.4 時鐘滴答初始化

將時鐘滴答事件通知器(notifier)註冊到核心的通知器串列，之後核心就可以有時間計數的能力。這裏只是註冊時鐘滴答通知器，實際硬體的時鐘運作要另外啟動。

這個初始化過程會使用到核心通知器管理器 linux/kernel/notifier.c 和核心時間管理器的時鐘事件管理器 linux/kernel/time/clockevents.c。

linux/kernel/time/tick-common
01 void __init tick_init(void){
02     clockevents_register_notifier(&tick_notifier);
03 }

linux/kernel/time/clockevents.c
01 int clockevents_register_notifier(struct notifier_block *nb){
02     unsigned long flags;
03     int ret;
04 
05     raw_spin_lock_irqsave(&clockevents_lock, flags);
06     ret = raw_notifier_chain_register(&clockevents_chain, nb);
07     raw_spin_unlock_irqrestore(&clockevents_lock, flags);
08     return ret;
09 }

行號	說明
05	取得時鐘事件的鎖，保存 CPU 的 flags 暫存器值，因為 flags 暫存器有一個位元指示中斷開啟。
06	將時鐘滴答通知器註冊到時鐘事件鏈，用於接收並傳遞滴答事件。
07	取得時鐘事件的鎖，回復 CPU 的 flags 暫存器值。

實際核心通知器鏈的通知器註冊函式，將通知器註冊到通知器鏈。

linux/kernel/time/clockevents.c
01 int raw_notifier_chain_register(struct raw_notifier_head *nh,struct notifier_block *n){
02     return notifier_chain_register(&nh->head, n);
03 }

行號	說明
01	通知器鏈實際註冊函式，。
02	核心通知器鏈註冊函式，將一個通知器註冊到一個通知器鏈。

核心通知器鏈的通知器註冊函式，功能是將一個通知器以優先權次序，安置到某一通知器鏈。

linux/kernel/time/notifier.c
01 static int notifier_chain_register(struct notifier_block **nl,struct notifier_block *n){
02     while ((*nl) != NULL) {
03         if (n->priority > (*nl)->priority) break;
04         nl = &((*nl)->next);
05     }
06     n->next = *nl;
07     rcu_assign_pointer(*nl, n);
08     return 0;
09 }

行號	說明
02~05	通知器鏈實際註冊函式。
06	通知器優先權比較迴圈，找到此通知器在該通知器鏈的位置。優先權值大者往前排。
07	將此通知器的下一個通知器指標指向通知器鏈目前的通知器，這是往後鏈結的動作。
08	呼叫 rcu_assign_pointer，將通知器鏈的目前通知器置換成此通知器。這樣的做法是多工環境中的 read-copy-update 機制。

2.5 啟動時期 CPU 初始化函式

CPU 管理器有總管 CPU 的遮罩位元結構，這個動作是把啟動過程所使用的 CPU 設定到各遮罩位元結構。

linux/init/main.c
01 static void __init boot_cpu_init(void){
02     int cpu = smp_processor_id();
03     set_cpu_online(cpu, true);
04     set_cpu_active(cpu, true);
05     set_cpu_present(cpu, true);
06     set_cpu_possible(cpu, true);
07 }

行號	說明
02	CPU ID 取得函式，。
03	設定該CPU的 online 旗號，表示 CPU 在線上。
04	設定該CPU的 active 旗號，表示 CPU 活動中。
05	設定該CPU的 present 旗號，表示 CPU 確實存在。
06	設定該CPU的 possible 旗號，表示 CPU 可能存在。

2.5.1 處理器 ID 讀取函式

smp_processor_id 會再轉譯成 raw_smp_processor_id。

linux/include/linux/smp.h
01 #define smp_processor_id() raw_smp_processor_id()
01 #ifdef CONFIG_X86_32_SMP
01 #define raw_smp_processor_id() (percpu_read(cpu_number))
01 #elif defined(CONFIG_X86_64_SMP)
01 ....
01 #endif

percpu_read 會再轉譯成 percpu_from_op，用以讀取 CPU ID。

linux/arch/x86/include/asm/percpu.h
01 #define percpu_read(var) percpu_from_op("mov", var, "m" (var))
02 
03 #define percpu_from_op(op, var, constraint) 
04 ({                                          
05     typeof(var) pfo_ret__;                  
06     switch (sizeof(var)) {                  
07     case 1:                                 
08         asm(op "b "__percpu_arg(1)",%0"     
09             : "=q" (pfo_ret__)              
10             : constraint);                  
11         break;                              
12     case 2:                                 
13         asm(op "w "__percpu_arg(1)",%0"     
14             : "=r" (pfo_ret__)              
15             : constraint);                  
16         break;                              
17     case 4:                                 
18         asm(op "l "__percpu_arg(1)",%0"     
19             : "=r" (pfo_ret__)              
20             : constraint);                  
21         break;                              
22     case 8:                                 
23         asm(op "q "__percpu_arg(1)",%0"     
24             : "=r" (pfo_ret__)              
25             : constraint);                  
26         break;                              
27     default: __bad_percpu_size();           
28     }                                       
29     pfo_ret__;                              
30 })

行號	說明
07~11	當一顆 CPU 時，使用 movb，讀取 CPU ID。
12~16	當二顆 CPU 時，使用 movw，讀取 CPU ID。
17~21	當四顆 CPU 時，使用 movl，讀取 CPU ID。
22~26	當八顆 CPU 時，使用 movq，讀取 CPU ID。

2.5.2 處理器設定函式

處理器設定函式群，包括 set_cpu_online、set_cpu_active、set_cpu_present、set_cpu_possible。動作原理上都相類似。這裡以 CPU 線上位元設定函式為例，說明 CPU 處理器設定函式的操作方法。

核心 CPU 管理器有好幾個 CPU 位元映射結構，包括 CPU 線上 online、活動中 active、確實存在 present、可穫得 vailable 等 CPU 位元映射結構。這裡以 CPU 線上位元映射結構為例，說明 CPU 位元映射結構的操作方法。

設定 CPU 線上映射位元組的該 CPU 號碼的對應位元值，可以設定或清除該位元的值。 CPU 線上映射位元組是一個位元映射的結構，操作單位是位元，而不是位元組。實際上它是一個 unsigned long 陣列，陣列中每個位元都有自己的義意。這種做法可以節省資料結構的體積。

linux/kernel/cpu.c
01 static DECLARE_BITMAP(cpu_online_bits, CONFIG_NR_CPUS) __read_mostly;
02 const struct cpumask *const cpu_online_mask = to_cpumask(cpu_online_bits);

CPU 位元映射結構的宣告定義：
將位元映射定義為一個 unsigned long 陣列，陣列長度為位元數目除以32，因為 unsigned long 的體積是 32 位元。

linux/include/linux/cpumask.c
01 #define DECLARE_BITMAP(name,bits) 
02     unsigned long name[BITS_TO_LONGS(bits)]

CPU 位元映射結構的設定函式：
這裡是以 CPU 線上設定函式為例。

linux/kernel/cpu.c
01 void set_cpu_online(unsigned int cpu, bool online){
02     if (online) cpumask_set_cpu(cpu, to_cpumask(cpu_online_bits));
03     else cpumask_clear_cpu(cpu, to_cpumask(cpu_online_bits));
04 }

CPU 遮罩設定函式：
設定 CPU 位元映射結構的某個位元。

linux/include/linux/cpumask.h
01 static inline void cpumask_set_cpu(unsigned int cpu, struct cpumask *dstp){
02     set_bit(cpumask_check(cpu), cpumask_bits(dstp));
03 }

記憶體位元設定函式：
設定記憶體中某個位址內容的位元值，以或邏輯設定之。

linux/include/linux/cpumask.c
01 static inline void set_bit(int nr, volatile unsigned long *addr){
02     unsigned long mask = BIT_MASK(nr);
03     unsigned long *p = ((unsigned long *)addr) + BIT_WORD(nr);
04     unsigned long flags;
05 
06     _atomic_spin_lock_irqsave(p, flags);
07     *p  |= mask;
08     _atomic_spin_unlock_irqrestore(p, flags);
09 }

2.6 頁位址初始化

取得一塊記憶體給記憶體管理器的頁管理器，這塊記憶體必須是連續記憶體。

linux/include/linux/mm/highmem.c
01 void __init page_address_init(void){
02     int i;
03 
04     INIT_LIST_HEAD(&page_address_pool);
05     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(page_address_maps); i++)
06         list_add(&page_address_maps[i].list, &page_address_pool);
07     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(page_address_htable); i++) {
08         INIT_LIST_HEAD(&page_address_htable[i].lh);
09         spin_lock_init(&page_address_htable[i].lock);
10     }
11     spin_lock_init(&pool_lock);
12 }

行號	說明
04	初始化自由頁串列頭，即頁位址池串列頭 page_address_pool。
05~06	將所有頁位址映射結構加入自由頁串列，有 1024 個頁位址映射結構。
07~10	初始化所有頁位址雜湊，有 128 個雜湊表。
08	初始化雜湊表的頁串列。
09	初始化雜湊表的依賴鎖。
11	初始化頁池的鎖。

2.6 架構設置函式

LINUX 支援不同的機器架構，因此架構設置函式內容隨架構不同而改變。當 VMLINUX 是由 EFI 載入器載入，也會伴隨著 EFI memmap、systab 的資訊。初始化過程中需要處理這些資料結構。

linux/arch/x86/kernel/setup.c
01 void __init setup_arch(char **cmdline_p){
01     memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
01     visws_early_detect();
01     clone_pgd_range(swapper_pg_dir+ KERNEL_PGD_BOUNDARY,initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
01             KERNEL_PGD_PTRS);
01     load_cr3(swapper_pg_dir);
01     __flush_tlb_all();
01     olpc_ofw_detect();
01     early_trap_init();
01     early_cpu_init();
01     early_ioremap_init();
01     setup_olpc_ofw_pgd();
01     ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
01     screen_info = boot_params.screen_info;
01     edid_info = boot_params.edid_info;
01     apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
01     ist_info = boot_params.ist_info;
01     if (boot_params.sys_desc_table.length != 0) {
01         set_mca_bus(boot_params.sys_desc_table.table[3] & 0x2);
01         machine_id = boot_params.sys_desc_table.table[0];
01         machine_submodel_id = boot_params.sys_desc_table.table[1];
01         BIOS_revision = boot_params.sys_desc_table.table[2];
01     }
01     saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
01     bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
01     if ((bootloader_type >> 4) == 0xe) {
01         bootloader_type &= 0xf;
01         bootloader_type |= (boot_params.hdr.ext_loader_type+0x10) << 4;
01     }
01     bootloader_version  = bootloader_type & 0xf;
01     bootloader_version |= boot_params.hdr.ext_loader_ver << 4;
01     rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
01     rd_prompt = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_PROMPT_FLAG) != 0);
01     rd_doload = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_LOAD_FLAG) != 0);
01     if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,"EL32",4)) {
01         efi_enabled = 1;
01         efi_memblock_x86_reserve_range();
01     }
01     x86_init.oem.arch_setup();
01     iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
01     setup_memory_map();
01     parse_setup_data();
01     e820_reserve_setup_data();
01     copy_edd();
01     if (!boot_params.hdr.root_flags) root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
01     init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
01     init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
01     init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
01     init_mm.brk = _brk_end;
01 
01     code_resource.start = virt_to_phys(_text);
01     code_resource.end = virt_to_phys(_etext)-1;
01     data_resource.start = virt_to_phys(_etext);
01     data_resource.end = virt_to_phys(_edata)-1;
01     bss_resource.start = virt_to_phys(&__bss_start);
01     bss_resource.end = virt_to_phys(&__bss_stop)-1;
01     strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
01     *cmdline_p = command_line;
01     x86_configure_nx();
01     parse_early_param();
01     x86_report_nx();
01     memblock_x86_reserve_range_setup_data();
01     if (acpi_mps_check()) {
01         disable_apic = 1;
01         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
01     }
01     if (pci_early_dump_regs) early_dump_pci_devices();
01     finish_e820_parsing();
01     if (efi_enabled) efi_init();
01     dmi_scan_machine();
01     init_hypervisor_platform();
01     x86_init.resources.probe_roms();
01     insert_resource(&iomem_resource, &code_resource);
01     insert_resource(&iomem_resource, &data_resource);
01     insert_resource(&iomem_resource, &bss_resource);
01     trim_bios_range();
01     if (ppro_with_ram_bug()) {
01         e820_update_range(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_RAM,E820_RESERVED);
01         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
01         printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:
");
01         e820_print_map("bad_ppro");
01     }
01     max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
01     mtrr_bp_init();
01     if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn))    max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
01     find_low_pfn_range();
01     find_smp_config();
01     reserve_ibft_region();
01     reserve_brk();
01     cleanup_highmap();
01     memblock.current_limit = get_max_mapped();
01     memblock_x86_fill();
01     if (efi_enabled) efi_reserve_boot_services();
01     early_reserve_e820_mpc_new();
01     setup_bios_corruption_check();
01     printk(KERN_DEBUG "initial memory mapped : 0 - %08lx
",max_pfn_mapped<
01     setup_trampolines();
01     init_gbpages();
01     max_low_pfn_mapped = init_memory_mapping(0, max_low_pfn<
01     max_pfn_mapped = max_low_pfn_mapped;
01     memblock.current_limit = get_max_mapped();
01     if (init_ohci1394_dma_early) init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
01     setup_log_buf(1);
01     reserve_initrd();
01     reserve_crashkernel();
01     vsmp_init();
01     io_delay_init();
01     acpi_boot_table_init();
01     early_acpi_boot_init();
01     initmem_init();
01     memblock_find_dma_reserve();
01     x86_init.paging.pagetable_setup_start(swapper_pg_dir);
01     paging_init();
01     x86_init.paging.pagetable_setup_done(swapper_pg_dir);
01     if (boot_cpu_data.cpuid_level >= 0) {
01         mmu_cr4_features = read_cr4();
01     }
01     clone_pgd_range(initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
01                     swapper_pg_dir+ KERNEL_PGD_BOUNDARY,KERNEL_PGD_PTRS);
01     tboot_probe();
01     generic_apic_probe();
01     early_quirks();
01     acpi_boot_init();
01     sfi_init();
01     x86_dtb_init();
01     if (smp_found_config) get_smp_config();
01     prefill_possible_map();
01     init_cpu_to_node();
01     init_apic_mappings();
01     ioapic_and_gsi_init();
01     kvm_guest_init();
01     e820_reserve_resources();
01     e820_mark_nosave_regions(max_low_pfn);
01     x86_init.resources.reserve_resources();
01     e820_setup_gap();
01     if (!efi_enabled || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY)) conswitchp = &vga_con;
01     x86_init.oem.banner();
01     x86_init.timers.wallclock_init();
01     mcheck_init();
01     arch_init_ideal_nops();

行號	說明
01	，。

2.7 命令列設置程式

儲存啟動命令列和命令列參數內容。

linux/init/main.c
01 static void __init setup_command_line(char *command_line){
01     saved_command_line = alloc_bootmem(strlen (boot_command_line)+1);
01     static_command_line = alloc_bootmem(strlen (command_line)+1);
01     strcpy (saved_command_line, boot_command_line);
01     strcpy (static_command_line, command_line);
01 }

行號	說明
01	取得記憶體用來儲存啟動命令列 boot_command_line，至少一個位元組。
01	取得記憶體用來儲存命令列參數 command_line，至少一個位元組。
01	將啟動命令列內容儲存到字串記憶體 saved_command_line，有可能是空字串。
01	將命令列參數內容儲存到字串記憶體 static_command_line，有可能是空字串。

2.8 取得 CPU 數目

nr_cpu_ids 是 number of cpu id。NR_CPUS 是 cpu 最大值 8。 cpu_possible_mask 是可能的 cpu 的對映位元圖。 find_last_bit 找到 cpu_possible_mask 最後一個位元為一的值，此值為 base 0，必須加一才會變成 nr_cpu_ids 。

linux/kernel/smp.c
01 void __init setup_nr_cpu_ids(void){
01     nr_cpu_ids = find_last_bit(cpumask_bits(cpu_possible_mask),NR_CPUS) + 1;
01 }

函式 find_last_bit：

linux/lib/find_last_bit.c
01 unsigned long find_last_bit(const unsigned long *addr, unsigned long size){
02     unsigned long words;
03     unsigned long tmp;
04 
05     words = size / BITS_PER_LONG;
06     if (size & (BITS_PER_LONG-1)) {
07         tmp = (addr[words] & (~0UL >> (BITS_PER_LONG- (size & (BITS_PER_LONG-1)))));
08         if (tmp) goto found;
09     }
10     while (words) {
11         tmp = addr[--words];
12         if (tmp) {
13 found:
14             return words * BITS_PER_LONG + __fls(tmp);
15         }
16     }
17     return size;
18 }

行號	說明
05	計算位元所在的字組位置，。
06~09	取得字組內不為 0 部分的最高位元內容，。
07	當位元內容不為 0，表示有找到位元內容。
10~16	不為 0 字組尋找迴圈。從最高字組往下找，找到不為0的字組時，計算最高不為 0 的位元位置。
14	回返值為字組數乘以字組的位元數，再加上最高位元所在的字組位元位置。
17	回返值為 size，表示沒有任何位元為一。

2.9 設定 CPU 記憶體

per_cpu_areas 設定函式在 linux/mm/percpu.c 和 linux/arch/x86/kernel/percpu.c。在構建系統的編譯檔中，只有看到 linux/mm/percpu.c 被包含進來，所以這裡取用的是這個檔案的程式碼。 CPU AREA 是指每個 CPU 專屬的記憶體，用來存放該 CPU 的相關資料。

linux/mm/percpu.c
01 void __init setup_per_cpu_areas(void){
02     unsigned long delta;
03     unsigned int cpu;
04     int rc;
05 
06     rc = pcpu_embed_first_chunk(PERCPU_MODULE_RESERVE,PERCPU_DYNAMIC_RESERVE, 
07                                 PAGE_SIZE, NULL,pcpu_dfl_fc_alloc, pcpu_dfl_fc_free);
08     if (rc < 0) panic("Failed to initialize percpu areas.");
09     delta = (unsigned long)pcpu_base_addr - (unsigned long)__per_cpu_start;
10     for_each_possible_cpu(cpu) 
11        __per_cpu_offset[cpu] = delta + pcpu_unit_offsets[cpu];
12 }

行號	說明
01	建立給 CPU AREA 使用的所有記憶體空間，自由空間至少 12KB，單位空間為 4KB。記憶體配置函式為 pcpu_dfl_fc_alloc，記憶體釋放空間為 pcpu_dfl_fc_free。
01	當 rc 值小於 0，表示記憶體空間建立失敗，顯示錯誤訊息並停止系統運作。
01	計算 per cpu 基底位址到程式開始位址的距離，。
01	計算每一個可能存在的 CPU 距離開始位址的偏移值，。

linux/include/asm-generic/vmlinux.lds.h
01 #define PERCPU_INPUT(cacheline)	            
02     VMLINUX_SYMBOL(__per_cpu_start) = .;    
03     *(.data..percpu..first)                 
04     . = ALIGN(PAGE_SIZE);                   
05     *(.data..percpu..page_aligned)          
06     . = ALIGN(cacheline);                   
07     *(.data..percpu..readmostly)            
08     . = ALIGN(cacheline);                   
09     *(.data..percpu)                        
10     *(.data..percpu..shared_aligned)        
11     VMLINUX_SYMBOL(__per_cpu_end) = .;

行號	說明
02~03	PER CPU 程式空間的開始位址，__per_cpu_start。放置 PROGRAM .data..percpu..first 的內容。
04~05	對旗頁邊界，4KB。再放置 PROGRAM .data..percpu..page_aligned 的內容。
06~07	對快取線邊界。再放置 PROGRAM .data..percpu..readmostly 的內容。
08~10	對快取線邊界。再放置 PROGRAM .data..percpu 和 .data..percpu..shared_aligned 的內容。
11	PER CPU 程式空間的結束位址，__per_cpu_end。

2.10 CPU 準備啟動函式

設定在 SMP 模式下啟動的 CPU。

linux/arch/x86/include/asm/smp.h
01 static inline void smp_prepare_boot_cpu(void){
01     smp_ops.smp_prepare_boot_cpu();
01 }

在 SMP 模式的 CPU 操作函式結構設定多個 CPU 相關函式。

linux/arch/x86/kernel/smp.c
01 struct smp_ops smp_ops = {
02     .smp_prepare_boot_cpu  = native_smp_prepare_boot_cpu,
03     .smp_prepare_cpus      = native_smp_prepare_cpus,
04     .smp_cpus_done         = native_smp_cpus_done,
05     .stop_other_cpus       = native_stop_other_cpus,
06     .smp_send_reschedule   = native_smp_send_reschedule,
07     .cpu_up                = native_cpu_up,
08     .cpu_die               = native_cpu_die,
09     .cpu_disable           = native_cpu_disable,
10     .play_dead             = native_play_dead,
11     .send_call_func_ipi    = native_send_call_func_ipi,
12     .send_call_func_single_ipi = native_send_call_func_single_ipi,
};

CPU 準備啟動的操作函式：
設定新的 GDT，在設定 CPU 外呼遮罩。最後設定 CPU 的狀態為線上。

linux/arch/x86/kernel/smpboot.c
01 void __init native_smp_prepare_boot_cpu(void){
02     int me = smp_processor_id();
03     switch_to_new_gdt(me);
04     cpumask_set_cpu(me, cpu_callout_mask);
05     per_cpu(cpu_state, me) = CPU_ONLINE;
06 }

行號	說明
02	取得啟動 CPU ID，。
03	切換到新的全域描述子表，即根據 CPU ID 取得的 per cpu 的 gdt_page 的 GDT，並將該 GDT 載入 CPU。
04	設定該 CPU 對映的外呼遮罩位元，cpu_callout_mask 是一個位元映射結構，每一個位元代表一個 CPU。
05	設定該 CPU 的狀態為線上。

2.11 建立所有 zone list

記憶體有許多 node，每個 node 都有自己的 zone list，用來紀錄記憶體的使用。

linux/mm/page_alloc.c
01 void __ref build_all_zonelists(void *data){
02     set_zonelist_order();
03     if (system_state == SYSTEM_BOOTING) {
04         __build_all_zonelists(NULL);
05         mminit_verify_zonelist();
06         cpuset_init_current_mems_allowed();
07     } 
08     else{    
09         stop_machine(__build_all_zonelists, NULL, NULL);
10     }
11     vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();
12     if (vm_total_pages < (pageblock_nr_pages * MIGRATE_TYPES))
13         page_group_by_mobility_disabled = 1;
14     else
15         page_group_by_mobility_disabled = 0;
16     printk("Built %i zonelists in %s order, mobility grouping %s.  "
17            "Total pages: %ld
",
18             nr_online_nodes,
19             zonelist_order_name[current_zonelist_order],
20             page_group_by_mobility_disabled ? "off" : "on",
21             vm_total_pages);
22 }

行號	說明
02	設定區域串列次序。
03~07	當系統狀態是系統啟動，建立所有 zone list，檢驗 zone list。
08~10	當系統狀態不是系統啟動，準備停止機器運作。
12~13	虛擬記憶體所有自由頁數。
14~15	當所有自由的頁數小於 1000 MB，設定移動性頁群除能旗號為真，否則設定為否。
16~21	顯示結果資訊。

linux/mm/page_alloc.c
01 static void set_zonelist_order(void){
01     current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;
01 }

行號	說明
01	設定目前 zone list 排序類型，有 automatic、node、zone 三種。

linux/mm/page_alloc.c
01 static __init_refok int __build_all_zonelists(void *data){
02     int nid;
03     int cpu;
04 
05     for_each_online_node(nid) {
06         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
07         build_zonelists(pgdat);
08         build_zonelist_cache(pgdat);
09     }
10     for_each_possible_cpu(cpu) 
11         setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);
12     return 0;
13 }

行號	說明
05~09	對每一個在線上的 node，建立 zone list。
06	取得 node_data 指標值，node_data 是在 setup_arch 函式建立。 setup_arch 呼叫 initmem_init，進而呼叫 x86_numa_init，進而呼叫 numa_init，進而呼叫 numa_register_memblks，進而呼叫 setup_node_data，進而呼叫 setup_node_data 並建立 node_data。
07	建立 node_data 的 zonelist。
08	建立 node_data 的快取，目的是加強效能，。
10~11	對每個可能的 CPU，建立頁集合結構。

linux/mm/page_alloc.c
01 static void build_zonelists(pg_data_t *pgdat){
02     int j, node, load;
03     enum zone_type i;
04     nodemask_t used_mask;
05     int local_node, prev_node;
06     struct zonelist *zonelist;
07     int order = current_zonelist_order;
08 
09     for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS; i++) {
10         zonelist = pgdat->node_zonelists + i;
11         zonelist->_zonerefs[0].zone = NULL;
12         zonelist->_zonerefs[0].zone_idx = 0;
13     }
14     local_node = pgdat->node_id;
15     load = nr_online_nodes;
16     prev_node = local_node;
17     nodes_clear(used_mask);
18     memset(node_order, 0, sizeof(node_order));
19     j = 0;
20     while ((node = find_next_best_node(local_node, &used_mask)) >= 0) {
21         int distance = node_distance(local_node, node);
22         if (distance > RECLAIM_DISTANCE) zone_reclaim_mode = 1;
23         if (distance != node_distance(local_node, prev_node)) node_load[node] = load;
24         prev_node = node;
25         load--;
26         if (order == ZONELIST_ORDER_NODE) build_zonelists_in_node_order(pgdat, node);
27         else node_order[j++] = node;
28     }
29     if (order == ZONELIST_ORDER_ZONE) build_zonelists_in_zone_order(pgdat, j);
30     build_thisnode_zonelists(pgdat);
31 }

行號	說明
09~13	zone list 建立迴圈，取得頁資料的 node 的 zone list，。
10	取得第 i 個 zone list 控制結構位址，。
11	初始化第一個 zone 為空的 zone。
12	初始化第一個 zone 索引值為 0。
14	取得 node id，。
15	取得線上的 node 總數。
16	設定 prev_node 的值為 node id，。
17	將 node 的使用中映射結構清除為 0。
18	清除 node_order 陣列的內容，因為準備要用於 node 排序。
20	node 的排序迴圈，取得 node 所屬串列的下一個 node，再依照 ZONELIST_ORDER_NODE 順序排序。
21	取得 node 和 local node 之間的拓僕結構的距離，應該只有 10(local) 或 20(remote)。
22	當 node 距離值大於 20，設定重新調整模式。
23	當 node 距離值不等於前一個 node 和 local node 的距離，表示和前一個 ndoe 不同掛，設定 node_load 陣列該 node 的值為剩餘線上 node 數。
24	將 prev_node 設定成此 node，。
25	線上 node 數減一。
26	當排序類型為 node，將 zone list 以 node 的方式排序。
27	直接加入 node 次序陣列，不排序。
29	當排序類型為 zone，將 zone list 以 zone 的方式排序。
30	建立該 node 的 zonelist，。

linux/mm/page_alloc.c
01 static void build_zonelist_cache(pg_data_t *pgdat){
02     struct zonelist *zonelist;
03     struct zonelist_cache *zlc;
04     struct zoneref *z;
05 
06     zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];
07     zonelist->zlcache_ptr = zlc = &zonelist->zlcache;
08     bitmap_zero(zlc->fullzones, MAX_ZONES_PER_ZONELIST);
09     for (z = zonelist->_zonerefs; z->zone; z++)
10         zlc->z_to_n[z - zonelist->_zonerefs] = zonelist_node_idx(z);
11 }

行號	說明
06	取得 zonelist 串列頭，。
07	設定 zone 快取指標，指向快取控制結構位址。
08	清除快取控制結構的 full zone 位元對映結構，對映到 zonelist 的最大 zone 數。
09~10	zonelist 設定迴圈，設定 zone 對 node 的索引值。

2.12 初始化頁配置器

將頁配置器通知函式註冊到 CPU 的通知器。

linux/mm/page_alloc.c
01 void __init page_alloc_init(void){
01     hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notify, 0);
01 }

行號	說明
01	註冊頁配置要求的通知器，提供 CPU 要求頁的管道。

linux/include/linux/cpu.h
01 #define hotcpu_notifier(fn, pri) cpu_notifier(fn, pri)
01 
01 #define cpu_notifier(fn, pri) {                          
01     static struct notifier_block fn##_nb __cpuinitdata =    
01         { .notifier_call = fn, .priority = pri };    
01     register_cpu_notifier(&fn##_nb);            
01 }

行號	說明
01	hotcpu_notifier 會轉譯成 cpu_notifier。
01	定義 cpu_notifier，包含建立結構 fn##_nb，放有通知器結構和優先權。並執行 CPU 通知器註冊函式。
01	，。
01	，。

linux/kernel/cpu.c
01 int __ref register_cpu_notifier(struct notifier_block *nb){
02     int ret;
03     cpu_maps_update_begin();
04     ret = raw_notifier_chain_register(&cpu_chain, nb);
05     cpu_maps_update_done();
06     return ret;
07 }

行號	說明
03	CPU 資料映射資料更新開始，取得 CPU 的加入移除鎖 cpu_add_remove_lock。
04	執行通知器鏈註冊函式，將通知器註冊到 CPU 的通知器鏈。
05	CPU 資料映射資料更新完成，釋放 CPU 的加入移除鎖 cpu_add_remove_lock。

2.13 解析初期參數

解析啟動命令列的參數內容。

linux/init/main.c
01 void __init parse_early_param(void){
02     static __initdata int done = 0;
03     static __initdata char tmp_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE];
04     
05     if (done) return;
06     strlcpy(tmp_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
07     parse_early_options(tmp_cmdline);
08     done = 1;
09 }

行號	說明
05	done 不為 0，函式回返。這是用來確保函式只會執行一次，再執行時，done 已經設定為一。
06	複製啟動命令列的內容。
07	解析啟動命令列的內容，。
08	設定 done 為一，防止再次的執行。

2.14 解析啟動參數

解析核心啟動靜態命令列的參數內容。

linux/init/main.c
01 parse_args("Booting kernel", static_command_line, __start___param,
02            __stop___param - __start___param,
03            &unknown_bootoption);

行號	說明
01	，。

2.15 設置紀錄緩衝區

產生一個緩衝區用來存放核心啟動過程的事件紀錄。

linux/kernel/printk.c
01 void __init setup_log_buf(int early){
02     unsigned long flags;
03     unsigned start, dest_idx, offset;
04     char *new_log_buf;
05     int free;
06 
07     if (!new_log_buf_len) return;
08     if (early) {
09         unsigned long mem;
10 
11         mem = memblock_alloc(new_log_buf_len, PAGE_SIZE);
12         if (mem == MEMBLOCK_ERROR) return;
13         new_log_buf = __va(mem);
14     } 
15     else {
16         new_log_buf = alloc_bootmem_nopanic(new_log_buf_len);
17     }
18     if (unlikely(!new_log_buf)) {
19         pr_err("log_buf_len: %ld bytes not available
",
20             new_log_buf_len);
21         return;
22     }
23     spin_lock_irqsave(&logbuf_lock, flags);
24     log_buf_len = new_log_buf_len;
25     log_buf = new_log_buf;
26     new_log_buf_len = 0;
27     free = __LOG_BUF_LEN - log_end;
28     offset = start = min(con_start, log_start);
29     dest_idx = 0;
30     while (start != log_end) {
31         unsigned log_idx_mask = start & (__LOG_BUF_LEN - 1);
32 
33         log_buf[dest_idx] = __log_buf[log_idx_mask];
34         start++;
35         dest_idx++;
36     }
37     log_start -= offset;
38     con_start -= offset;
39     log_end -= offset;
40     spin_unlock_irqrestore(&logbuf_lock, flags);
41     pr_info("log_buf_len: %d
", log_buf_len);
42     pr_info("early log buf free: %d(%d%%)
",free, (free * 100) / __LOG_BUF_LEN);
43 }

行號	說明
07	緩衝區長度為 0，表示不需要此緩衝區，函式回返。
08~17	取得存放新的紀錄的記憶體。
08~14	啟動初期旗號值為一，記憶體配置函式使用 memblock_alloc，以頁為單位。
12	記憶體取得失敗，函式回返。
13	設定緩衝區位址，取得 mem 後的頁位址。
15~17	啟動初期旗號值為 0，記憶體配置函式使用 alloc_bootmem_nopanic，以位元組為單位。依照程式碼寫法，應該是使用這個方法取得記憶。
18~22	檢驗緩衝區位址，有錯誤時，則顯示錯誤訊息並回返。
23	取得紀錄緩衝區 __log_buf 的鎖，並關中斷。
24	設定紀錄緩衝區長度為新紀錄的長度，。
25	設定紀錄緩衝區位址，。
26	清除新紀錄的長度。
27	自由空間長度為 256K-log_end，log_end 指向紀錄緩衝區下一個要寫的位址。
28	取得緩衝區位址偏移值和開始位址值，為 con_start 和 log_start 的最小值。筆者認為最小值應該是 log_start。
30~36	緩衝區內容複製迴圈，將 __log_buf 的內容複製到新的緩衝區。
37~39	重新設定 __log_buf 的 log_start、con_start、log_end，因為資料已經被取走。
40	釋放紀錄緩衝區 __log_buf 的鎖，復原中斷。
41~42	顯示紀錄新緩衝區 new_log_buf 的長度和原緩衝區 __log_buf 的剩餘長度。

2.16 初始化 PID 雜湊表

建立 PID 管理器的 PID 雜湊表，包括取得雜湊表記憶體、初始化雜湊表串列。

linux/kernel/pid.c
01 void __init pidhash_init(void){
02     int i, pidhash_size;
03 
04     pid_hash = alloc_large_system_hash("PID", sizeof(*pid_hash), 0, 18,
05                          HASH_EARLY | HASH_SMALL,&pidhash_shift, NULL, 4096);
06     pidhash_size = 1 << pidhash_shift;
07     for (i = 0; i < pidhash_size; i++) INIT_HLIST_HEAD(&pid_hash[i]);
08 }

行號	說明
04~05	取得雜湊表記憶體，這需要一個比較大的記憶體。
06	計算雜湊表串列數目。
07	初始化雜湊表的所有串列頭。

2.18 初始化早期 VFS 快取

初始化早期的虛擬記憶體系統，。

linux/kernel/dcache.c
01 void __init vfs_caches_init_early(void){
02     dcache_init_early();
03     inode_init_early();
04 }

行號	說明
02	資料快取早期初始化。
03	檔案系統的 inode 結構早期初始化。

資料快取早期初始化，。

linux/kernel/dcache.c
01 static void __init dcache_init_early(void){
02     int loop;
03 
04     if (hashdist) return;
05     dentry_hashtable = alloc_large_system_hash("Dentry cache",sizeof(struct hlist_bl_head),
06                                 dhash_entries,13,HASH_EARLY,&d_hash_shift,&d_hash_mask,0);
07     for (loop = 0; loop < (1 << d_hash_shift); loop++)
08         INIT_HLIST_BL_HEAD(dentry_hashtable + loop);
09 }

行號	說明
04	當雜湊表已經分散在 NUMA node，延遲雜湊表的配置直到虛擬記憶體配置可以用為止。
05~06	取得資料快取的雜湊表，雜湊表名稱是 Dentry cache。
07~08	初始化資料快取雜湊表的每個串列。

inode 結構初始化，。

linux/kernel/inode.c
01 void __init inode_init_early(void){
02     int loop;
03 
04     if (hashdist) return;
05     inode_hashtable =alloc_large_system_hash("Inode-cache",sizeof(struct hlist_head),
06                                ihash_entries,14,HASH_EARLY,&i_hash_shift,&i_hash_mask,0);
07     for (loop = 0; loop < (1 << i_hash_shift); loop++)
08         INIT_HLIST_HEAD(&inode_hashtable[loop]);
09 }

行號	說明
04	當雜湊表已經分散在 NUMA node，延遲雜湊表的配置直到虛擬記憶體配置可以用為止。
05~06	取得 inode 的雜湊表，雜湊表名稱是 Inode-cache。
07~08	初始化 inode 快取雜湊表的每個串列。

2.19 初始化例外中斷表

將核心內建的例外中斷描述器依照名稱排序，。

linux/kernel/inode.c
01 void __init sort_main_extable(void){
01     sort_extable(__start___ex_table, __stop___ex_table);
01 }

例外中斷描述器表再編譯過程中會先連結成 __ex_table，再連結到 vmlinux。連結位址的開始點被標記成符號 __start___ex_table，結束點被標記成 __stop___ex_table，二個符號之間就是所有內建中斷描述器。

linux/include/asm-generic/vmlinux.lds.h
01 #define EXCEPTION_TABLE(align)	                        
02     . = ALIGN(align);                                   
03     __ex_table : AT(ADDR(__ex_table) - LOAD_OFFSET) {   
04         VMLINUX_SYMBOL(__start___ex_table) = .;         
05         *(__ex_table)                                   
06         VMLINUX_SYMBOL(__stop___ex_table) = .;          
07     }

行號	說明
02	記憶體對齊。
03	宣告程式區段 __ex_table，。
04	宣告一個符號 __start___ex_table，程式會用到。
05	將 PROGRAM __ex_table 的內容填入此程式區段。
06	宣告一個符號 __stop___ex_table，程式會用到。

linux/lib/extable.c
01 void sort_extable(struct exception_table_entry *start,struct exception_table_entry *finish){
02     sort(start, finish - start, sizeof(struct exception_table_entry),cmp_ex, NULL);
03 }

行號	說明
02	呼叫排序函式，從第一個例外描述器，排序到最後一個例外描述器。cmp_ex 是比較函式，比較兩個例外程序的位址值，大於回返值為一，小於回返值為-1，相等時回返值為 0。

linux/lib/sort.c
01 void sort(void *base, size_t num, size_t size,
02       int (*cmp_func)(const void *, const void *),
03       void (*swap_func)(void *, void *, int size)){
04     int i = (num/2 - 1) * size, n = num * size, c, r;
05 
06     if (!swap_func) swap_func = (size == 4 ? u32_swap : generic_swap);
07     for ( ; i >= 0; i -= size) {
08         for (r = i; r * 2 + size < n; r  = c) {
09             c = r * 2 + size;
10             if (c < n - size &&cmp_func(base + c, base + c + size) < 0) c += size;
11             if (cmp_func(base + r, base + c) >= 0) break;
12             swap_func(base + r, base + c, size);
13         }
14     }
15     for (i = n - size; i > 0; i -= size) {
16         swap_func(base, base + i, size);
17         for (r = 0; r * 2 + size < i; r = c) {
18             c = r * 2 + size;
19             if (c < i - size && cmp_func(base + c, base + c + size) < 0) c += size;
20             if (cmp_func(base + r, base + c) >= 0) break;
21             swap_func(base + r, base + c, size);
22         }
23     }
24 }

行號	說明
06	當交換函式為空函式，使用內定交換函式。內定交換函式有 32 位元交換函式和一般交換函式。
07~14	排序迴圈一，。
15~23	排序迴圈二，。

2.20 設定中斷描述子表

設定 CPU 內定中斷的中斷描述子，和系統中斷。最後再將 CPU 初始化。

linux/arch/x86/kernel/traps.c
01 void __init trap_init(void){
02     int i;
03 
04     set_intr_gate(0, ÷_error);
05     set_intr_gate_ist(2, &nmi, NMI_STACK);
06     set_system_intr_gate(4, &overflow);
07     set_intr_gate(5, &bounds);
08     set_intr_gate(6, &invalid_op);
09     set_intr_gate(7, &device_not_available);
10     set_task_gate(8, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS);
11     set_intr_gate(9, &coprocessor_segment_overrun);
12     set_intr_gate(10, &invalid_TSS);
13     set_intr_gate(11, &segment_not_present);
14     set_intr_gate_ist(12, &stack_segment, STACKFAULT_STACK);
15     set_intr_gate(13, &general_protection);
16     set_intr_gate(15, &spurious_interrupt_bug);
17     set_intr_gate(16, &coprocessor_error);
18     set_intr_gate(17, &alignment_check);
19     set_intr_gate_ist(18, &machine_check, MCE_STACK);
20     set_intr_gate(19, &simd_coprocessor_error);
21     for (i = 0; i < FIRST_EXTERNAL_VECTOR; i++) set_bit(i, used_vectors);
22     set_system_trap_gate(SYSCALL_VECTOR, &system_call);
23     set_bit(SYSCALL_VECTOR, used_vectors);
24     cpu_init();
25     x86_init.irqs.trap_init();
26 }

行號	說明
04	設定 CPU 中斷 0，除以 0 錯誤中斷。使用門閘中斷描述子。
05	設定 CPU 中斷 2，不可遮罩中斷。
06	設定 CPU 中斷 4，單位元軟體中斷。
07	設定 CPU 中斷 5，溢位中斷。
08	設定 CPU 中斷 6，邊界錯誤中斷。
09	設定 CPU 中斷 7，錯誤指令中斷。
10	設定 CPU 中斷 8，浮點運算單元不存在中斷。
11	設定 CPU 中斷 9，雙重錯誤中斷。
12	設定 CPU 中斷 10，錯誤的任務狀態節區中斷。
13	設定 CPU 中斷 11，錯誤的節區中斷。
14	設定 CPU 中斷 12，堆疊節區溢位中斷。
15	設定 CPU 中斷 13，一般保護中斷。
16	設定 CPU 中斷 15，偽中斷蟲。
17	設定 CPU 中斷 16，浮點運算處理器中斷。
18	設定 CPU 中斷 17，對正錯誤中斷。
19	設定 CPU 中斷 18，機器錯誤中斷。
20	設定 CPU 中斷 19，SIMD 錯誤中斷。
21	設定系統保留的中斷，向量包括 CPU 內定中斷向量和 CPU 未定義的中斷向量，即前32個中斷向量號碼。
22	設定系統呼叫中斷，中斷號碼 0x80。
23	設定系統保留中斷號碼 0x80，。
24	初始化 CPU，。
25	陷阱初始化。x86_init.irqs.trap_init 設定成 visws_trap_init，在函式 visws_early_detect，由 setup_arch 呼叫。

中斷描述子相關函式，。

linux/arch/x86/include/asm/desc.h
01 static inline void set_intr_gate(unsigned int n, void *addr){
02     BUG_ON((unsigned)n > 0xFF);
03     _set_gate(n, GATE_INTERRUPT, addr, 0, 0, __KERNEL_CS);
04 }
05 
06 static inline void set_system_intr_gate(unsigned int n, void *addr){
07     BUG_ON((unsigned)n > 0xFF);
08     _set_gate(n, GATE_INTERRUPT, addr, 0x3, 0, __KERNEL_CS);
09 }
10 
11 static inline void set_system_trap_gate(unsigned int n, void *addr){
12 	BUG_ON((unsigned)n > 0xFF);
13 	_set_gate(n, GATE_TRAP, addr, 0x3, 0, __KERNEL_CS);
14 }
15 
16 static inline void _set_gate(int gate, unsigned type, void *addr,
17             unsigned dpl, unsigned ist, unsigned seg){
18     gate_desc s;
19     
20     pack_gate(&s, type, (unsigned long)addr, dpl, ist, seg);
21     write_idt_entry(idt_table, gate, &s);
22 }
23 
24 static inline void pack_gate(gate_desc *gate, unsigned char type,unsigned long base,
25                              unsigned dpl, unsigned flags,unsigned short seg){
26     gate->a = (seg << 16) | (base & 0xffff);
27     gate->b = (base & 0xffff0000) | (((0x80 | type | (dpl << 5)) & 0xff) << 8);
28 }
29 
30 #define write_idt_entry(dt, entry, g) native_write_idt_entry(dt, entry, g)
31 static inline void native_write_idt_entry(gate_desc *idt, int entry, const gate_desc *gate){
32     memcpy(&idt[entry], gate, sizeof(*gate));
33 }

行號	說明
01~04	門閘中斷描述子設定函式。
06~09	系統門閘中斷描述子設定函式。
11~14	系統陷阱中斷描述子設定函式。
16~22	中斷門閘描述子設定函式，先包裝中斷描述子結構，再寫入中斷描述子表。
24~28	中斷描述子包裝函式，將各個參數整理成符合中斷描述子的資料結構。
30	將 write_idt_entry 轉譯成 native_write_idt_entry。
31~33	中斷描述子複製函式，依據描述子，號碼將中斷描述子複製到中斷描述子表。

位元設定函式，將變數的某位元值設定為一。

linux/arch/x86/include/asm/bitops.h
01 static inline void set_bit(int nr, volatile unsigned long *addr){
02 	unsigned long mask = BIT_MASK(nr);
03 	unsigned long *p = ((unsigned long *)addr) + BIT_WORD(nr);
04 	unsigned long flags;
05 
06 	_atomic_spin_lock_irqsave(p, flags);
07 	*p  |= mask;
08 	_atomic_spin_unlock_irqrestore(p, flags);
09 }

行號	說明
06	取得位元操作鎖，並關中斷。
07	設定位元，。
08	釋放位元操作鎖，並復原中斷旗號。

linux/arch/x86/kernel/cpu/common.c
01 void __cpuinit cpu_init(void){
02     int cpu = smp_processor_id();
03     struct task_struct *curr = current;
04     struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
05     struct thread_struct *thread = &curr->thread;
06 
07     if (cpumask_test_and_set_cpu(cpu, cpu_initialized_mask)) {
08         printk(KERN_WARNING "CPU#%d already initialized!
", cpu);
09         for (;;) local_irq_enable();
10     }
11     printk(KERN_INFO "Initializing CPU#%d
", cpu);
12     if (cpu_has_vme || cpu_has_tsc || cpu_has_de)
13         clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
14     load_idt(&idt_descr);
15     switch_to_new_gdt(cpu);
16     atomic_inc(&init_mm.mm_count);
17     curr->active_mm = &init_mm;
18     BUG_ON(curr->mm);
19     enter_lazy_tlb(&init_mm, curr);
20     load_sp0(t, thread);
21     set_tss_desc(cpu, t);
22     load_TR_desc();
23     load_LDT(&init_mm.context);
24     t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
25     __set_tss_desc(cpu, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS, &doublefault_tss);
26     clear_all_debug_regs();
27     dbg_restore_debug_regs();
28     fpu_init();
29     xsave_init();
30 }

行號	說明
01	，。
14	載入中斷描述子表，。
15	切換到新的全域描述子表，。
16	將 init_mm 的 mm_count 的 counter 值加一，。
17	設定目前任務所使用的記憶體管理器。
19	設定轉譯表狀態為怠惰狀態，表示轉譯表還不能正常工作。
20	將執行緒的 sp0 設定到任務狀態節區 tss，。
21	設定 TSS 描述子，。
22	載入 TR 描述子，。
23	載入區域描述子表，。
01	設定 tss 的 IO 位元映射位址。
01	設定雙重錯誤發生時的任務狀態節區，。
01	清除偵錯暫存器群，共六個偵錯暫存器。
01	回存偵錯暫存器值，這是一個空函式。
01	浮點運算處理器初始化，。
01	延伸處理器狀態儲存與回存功能初始化。程式檔案是 linux/arch/x86/kernel/xsave.c。

執行 x86_init.irqs.trap_init 就是執行 visws_trap_init，。

linux/arch/x86/plateform/visws/views_quirks.c
01 static void __init visws_trap_init(void){
01     lithium_init();
01     cobalt_init();
01 }

函式 lithium_init。

linux/arch/x86/plateform/visws/views_quirks.c
01 static __init void lithium_init(void){
01     set_fixmap(FIX_LI_PCIA, LI_PCI_A_PHYS);
01     set_fixmap(FIX_LI_PCIB, LI_PCI_B_PHYS);
01 
01     if ((li_pcia_read16(PCI_VENDOR_ID) != PCI_VENDOR_ID_SGI) ||
01         (li_pcia_read16(PCI_DEVICE_ID) != PCI_DEVICE_ID_SGI_LITHIUM)) {
01         printk(KERN_EMERG "Lithium hostbridge %c not found
", 'A');
01     }
01     if ((li_pcib_read16(PCI_VENDOR_ID) != PCI_VENDOR_ID_SGI) ||
01         (li_pcib_read16(PCI_DEVICE_ID) != PCI_DEVICE_ID_SGI_LITHIUM)) {
01         printk(KERN_EMERG "Lithium hostbridge %c not found
", 'B');
01     }
01     li_pcia_write16(LI_PCI_INTEN, ALLDEVS);
01     li_pcib_write16(LI_PCI_INTEN, ALLDEVS);
01 }

函式 cobalt_init 啟動 cobalt clock，用於 APIC，給支援 SMP 的系統使用。

linux/arch/x86/plateform/visws/views_quirks.c
01 static __init void cobalt_init(void){
01     set_fixmap(FIX_APIC_BASE, APIC_DEFAULT_PHYS_BASE);
01     setup_local_APIC();
01     printk(KERN_INFO "Local APIC Version %#x, ID %#x
",
01         (unsigned int)apic_read(APIC_LVR),
01         (unsigned int)apic_read(APIC_ID));
01     set_fixmap(FIX_CO_CPU, CO_CPU_PHYS);
01     set_fixmap(FIX_CO_APIC, CO_APIC_PHYS);
01     printk(KERN_INFO "Cobalt Revision %#lx, APIC ID %#lx
",
01         co_cpu_read(CO_CPU_REV), co_apic_read(CO_APIC_ID));
01     co_apic_write(CO_APIC_ID, co_apic_read(CO_APIC_ID) | CO_APIC_ENABLE);
01     printk(KERN_INFO "Cobalt APIC enabled: ID reg %#lx
",co_apic_read(CO_APIC_ID));
01 }

2.21 初始化記憶體管理器

記憶體管理器初始化，包括分頁控制群、主記憶體、核心快取記憶體、CPU 專屬記憶體、分頁表快取、虛擬記憶體配置器。

linux/init/main.c
01 static void __init mm_init(void){
02     page_cgroup_init_flatmem();
03     mem_init();
04     kmem_cache_init();
05     percpu_init_late();
06     pgtable_cache_init();
07     vmalloc_init();
08 }

行號	說明
01	分頁控制群初始化，分頁控制群需要一塊連續的記憶體。
02	主記憶體初始化，。
03	核心快取記憶體初始化，。
04	CPU 專屬記憶體初始化，。
05	分頁表快取初始化，這是一個空函式。
06	虛擬記憶體配置器初始化，。

linux/mm/page_cgroup.c
01 void __init page_cgroup_init_flatmem(void){
01     int nid, fail;
01 
01     if (mem_cgroup_disabled()) return;
01     for_each_online_node(nid)  {
01         fail = alloc_node_page_cgroup(nid);
01         if (fail) goto fail;
01     }
01     printk(KERN_INFO "allocated %ld bytes of page_cgroup
", total_usage);
01     printk(KERN_INFO "please try 'cgroup_disable=memory' option if you"
01     " don't want memory cgroups
");
01     return;
01 fail:
01     printk(KERN_CRIT "allocation of page_cgroup failed.
");
01     printk(KERN_CRIT "please try 'cgroup_disable=memory' boot option
");
01     panic("Out of memory");
01 }

linux/x86/mm/init_32.c
01 void __init mem_init(void){
01     int codesize, reservedpages, datasize, initsize;
01     int tmp;
01 
01     pci_iommu_alloc();
01     BUG_ON(!mem_map);
01     totalram_pages += free_all_bootmem();
01     reservedpages = 0;
01     for (tmp = 0; tmp < max_low_pfn; tmp++)
01         if (page_is_ram(tmp) && PageReserved(pfn_to_page(tmp)))
01             reservedpages++;
01     set_highmem_pages_init();
01     codesize =  (unsigned long) &_etext - (unsigned long) &_text;
01     datasize =  (unsigned long) &_edata - (unsigned long) &_etext;
01     initsize =  (unsigned long) &__init_end - (unsigned long) &__init_begin;
01     printk(KERN_INFO "Memory: %luk/%luk available (%dk kernel code, "
01             "%dk reserved, %dk data, %dk init, %ldk highmem)
",
01         nr_free_pages() << (PAGE_SHIFT-10),
01         num_physpages << (PAGE_SHIFT-10),
01         codesize >> 10,
01         reservedpages << (PAGE_SHIFT-10),
01         datasize >> 10,
01         initsize >> 10,
01         totalhigh_pages << (PAGE_SHIFT-10));
01 
01     printk(KERN_INFO "virtual kernel memory layout:
"
01         "    fixmap  : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)
"
01         "    pkmap   : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)
"
01         "    vmalloc : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld MB)
"
01         "    lowmem  : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld MB)
"
01         "      .init : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)
"
01         "      .data : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)
"
01         "      .text : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)
",
01         FIXADDR_START, FIXADDR_TOP,
01         (FIXADDR_TOP - FIXADDR_START) >> 10,
01         PKMAP_BASE, PKMAP_BASE+LAST_PKMAP*PAGE_SIZE,
01         (LAST_PKMAP*PAGE_SIZE) >> 10,
01         VMALLOC_START, VMALLOC_END,
01         (VMALLOC_END - VMALLOC_START) >> 20,
01         (unsigned long)__va(0), (unsigned long)high_memory,
01         ((unsigned long)high_memory - (unsigned long)__va(0)) >> 20,
01         (unsigned long)&__init_begin, (unsigned long)&__init_end,
01         ((unsigned long)&__init_end -
01          (unsigned long)&__init_begin) >> 10,
01         (unsigned long)&_etext, (unsigned long)&_edata,
01         ((unsigned long)&_edata - (unsigned long)&_etext) >> 10,
01         (unsigned long)&_text, (unsigned long)&_etext,
01         ((unsigned long)&_etext - (unsigned long)&_text) >> 10);
01 #define __FIXADDR_TOP (-PAGE_SIZE)
01     BUILD_BUG_ON(PKMAP_BASE + LAST_PKMAP*PAGE_SIZE    > FIXADDR_START);
01     BUILD_BUG_ON(VMALLOC_END            > PKMAP_BASE);
01 #define high_memory (-128UL << 20)
01     BUILD_BUG_ON(VMALLOC_START            >= VMALLOC_END);
01 #undef high_memory
01 #undef __FIXADDR_TOP
01 
01     BUG_ON(PKMAP_BASE + LAST_PKMAP*PAGE_SIZE    > FIXADDR_START);
01     BUG_ON(VMALLOC_END                > PKMAP_BASE);
01     BUG_ON(VMALLOC_START                >= VMALLOC_END);
01     BUG_ON((unsigned long)high_memory        > VMALLOC_START);
01     if (boot_cpu_data.wp_works_ok < 0) test_wp_bit();
01 }

linux/mm/slub.c
01 void __init kmem_cache_init(void){
01     int i;
01     int caches = 0;
01     struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
01     int order;
01     struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
01     unsigned long kmalloc_size;
01 
01     kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
01             nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
01     kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
01     order = get_order(2 * kmalloc_size);
01     kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
01     kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
01     kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
01         sizeof(struct kmem_cache_node),
01         0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
01     hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
01     slab_state = PARTIAL;
01     temp_kmem_cache = kmem_cache;
01     kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
01         0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
01     kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
01     memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
01     temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
01     kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
01     memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
01     kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
01     caches++;
01     kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
01     caches++;
01     free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
01     BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
01         (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
01     for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
01         int elem = size_index_elem(i);
01         if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
01             break;
01         size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
01     }
01     if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
01         for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
01             size_index[size_index_elem(i)] = 7;
01     } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
01         for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
01             size_index[size_index_elem(i)] = 8;
01     }
01     if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
01         kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
01         caches++;
01     }
01     if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
01         kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
01         caches++;
01     }
01     for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
01         kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
01         caches++;
01     }
01     slab_state = UP;
01     if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
01         kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
01         BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
01     }
01     if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
01         kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
01         BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
01     }
01     for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
01         char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
01 
01         BUG_ON(!s);
01         kmalloc_caches[i]->name = s;
01     }
01     register_cpu_notifier(&slab_notifier);
01     for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
01         struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
01 
01         if (s && s->size) {
01             char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
01                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
01 
01             BUG_ON(!name);
01             kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
01                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
01         }
01     }
01     printk(KERN_INFO
01         "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
01         " CPUs=%d, Nodes=%d
",
01         caches, cache_line_size(),
01         slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
01         nr_cpu_ids, nr_node_ids);
01 }

linux/mm/percpu.c
01 void __init percpu_init_late(void){
01     struct pcpu_chunk *target_chunks[] =
01         { pcpu_first_chunk, pcpu_reserved_chunk, NULL };
01     struct pcpu_chunk *chunk;
01     unsigned long flags;
01     int i;
01 
01     for (i = 0; (chunk = target_chunks[i]); i++) {
01         int *map;
01         const size_t size = PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SLOTS * sizeof(map[0]);
01 
01         BUILD_BUG_ON(size > PAGE_SIZE);
01         map = pcpu_mem_alloc(size);
01         BUG_ON(!map);
01         spin_lock_irqsave(&pcpu_lock, flags);
01         memcpy(map, chunk->map, size);
01         chunk->map = map;
01         spin_unlock_irqrestore(&pcpu_lock, flags);
01     }
01 }

linux/mm/vmalloc.c
01 void __init vmalloc_init(void){
01     struct vmap_area *va;
01     struct vm_struct *tmp;
01     int i;
01 
01     for_each_possible_cpu(i) {
01         struct vmap_block_queue *vbq;
01 
01         vbq = &per_cpu(vmap_block_queue, i);
01         spin_lock_init(&vbq->lock);
01         INIT_LIST_HEAD(&vbq->free);
01     }
01     for (tmp = vmlist; tmp; tmp = tmp->next) {
01         va = kzalloc(sizeof(struct vmap_area), GFP_NOWAIT);
01         va->flags = tmp->flags | VM_VM_AREA;
01         va->va_start = (unsigned long)tmp->addr;
01         va->va_end = va->va_start + tmp->size;
01         __insert_vmap_area(va);
01     }
01     vmap_area_pcpu_hole = VMALLOC_END;
01     vmap_initialized = true;
01 }

2.22 初始化排程器

初始化排程器。

linux/kernel/sched.c
01 void __init sched_init(void){
02     int i, j;
03     unsigned long alloc_size = 0, ptr;
04     
05     alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
06     if (alloc_size) {
07         ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
08         root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
09         ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
10         root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
11         ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
12     }
13     init_defrootdomain();
14     init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,global_rt_period(), global_rt_runtime());
15     list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
16     INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
17     autogroup_init(&init_task);
18     for_each_possible_cpu(i) {
19         struct rq *rq;
20 
21         rq = cpu_rq(i);
22         raw_spin_lock_init(&rq->lock);
23         rq->nr_running = 0;
24         rq->calc_load_active = 0;
25         rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
26         init_cfs_rq(&rq->cfs, rq);
27         init_rt_rq(&rq->rt, rq);
28         root_task_group.shares = root_task_group_load;
29         INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
30         init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
31         rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
32         for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++) rq->cpu_load[j] = 0;
33         rq->last_load_update_tick = jiffies;
34         rq->sd = NULL;
35         rq->rd = NULL;
36         rq->cpu_power = SCHED_POWER_SCALE;
37         rq->post_schedule = 0;
38         rq->active_balance = 0;
39         rq->next_balance = jiffies;
40         rq->push_cpu = 0;
41         rq->cpu = i;
42         rq->online = 0;
43         rq->idle_stamp = 0;
44         rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
45         rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
46         rq->nohz_balance_kick = 0;
47         init_sched_softirq_csd(&per_cpu(remote_sched_softirq_cb, i));
48         init_rq_hrtick(rq);
49         atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
50     }
51     set_load_weight(&init_task);
52     open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
53     plist_head_init_raw(&init_task.pi_waiters, &init_task.pi_lock);
54     atomic_inc(&init_mm.mm_count);
55     enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
56     init_idle(current, smp_processor_id());
57     calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
58     current->sched_class = &fair_sched_class;
59     zalloc_cpumask_var(&nohz_cpu_mask, GFP_NOWAIT);
60     zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
61     zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
62     alloc_cpumask_var(&nohz.grp_idle_mask, GFP_NOWAIT);
63     atomic_set(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids);
64     atomic_set(&nohz.first_pick_cpu, nr_cpu_ids);
65     atomic_set(&nohz.second_pick_cpu, nr_cpu_ids);
66     if (cpu_isolated_map == NULL) zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
67     scheduler_running = 1;
68 }

行號	說明
05	使用公平群組排程器要設定 alloc_size。
06~12	當 alloc_size 不為 0，設定根任務群組。
08	設定排程器根任務群組的可排程 CPU 的陣列記憶體，陣列每一個單元屬於一個 CPU。
10	設定排程器根任務群組的 CPU 執行串列的陣列記憶體，陣列每一個單元屬於一個 CPU。
13	設定根定義域，。
14	設定執行時期的頻寬，要重新設定高解析計時器和執行時期計時器。
15	設定根任務群組的群串列，。
16	設定根任務群組的子串列，。
17	將根任務群組設定給排程器的自動群組的任務群組指標。
18~50	執行串列(run queue)設定迴圈，設定每一個可能的CPU 的執行串列。
21	取得 CPU 的執行串列結構位址，。
22	初始化 CPU 的執行串列鎖，。
23	設定執行串列的執行中數目為 0，表示沒有行程在CPU上執行。
24	設定載入計算活動旗號為0，表示 CPU 目前為非活動。
25	設定載入計算的更新時間值，。
06	初始化執行串列的 CFS，用於排程器。
27	初始化執行串列的即時類別參數結構，用於即時排程。
28	設定根任務群組的 share，值為 1024，用於公平群組排程。
29	初始化 CFS 執行串列的枝葉串列，。
30	初始化該 CPU 執行串列的 CFS 的任務群組，。
31	設定即時類別的執行時間變數，。
32	清除執行串列的載入陣列，。
33	設定載入更新滴答函式，。
34~47	設定 SMP 相關參數，...。
48	設定執行串列的高階析時間滴答函式，。
49	設定執行串列的 nr_iowait 變數為 0。
51	設定載入加權，。
52	設定排程器的軟體中斷，為軟體中斷七。
53	設定即時行程的互斥鎖，。
54	將 init_mm 的 mm_count 的 counter 值加一，。
55	設定 mmu 怠惰模式，。
56	將目前行程設定為閒置行程，。
57	設定計算載入更新時間，。
58	設定行程的排程類別為公平排程，。
59~65	設定 NOHZ 的 CPU 遮罩，NOHZ 可能是沒有時間計數。
66	當 CPU 絕緣遮罩對映結構為空結構，建立 CPU 絕緣遮罩對映結構。
67	設定排程器執行期號為一，表示啟動排程器。

2.24 初始化 ID 註冊管理器快取

初始化 ID REGISTER 管理器快取，。

linux/lib/idr.c
01 void __init idr_init_cache(void){
02     idr_layer_cache = kmem_cache_create("idr_layer_cache",sizeof(struct idr_layer), 0, SLAB_PANIC, NULL);
03 }

行號	說明
02	取得 ID 管理器快取記憶體，。

2.25 初始化效能管理器

初始化效能管理器，。

linux/kernel/events/core.c
01 void __init perf_event_init(void){
02     int ret;
03     
04     idr_init(&pmu_idr);
05     perf_event_init_all_cpus();
06     init_srcu_struct(&pmus_srcu);
07     perf_pmu_register(&perf_swevent, "software", PERF_TYPE_SOFTWARE);
08     perf_pmu_register(&perf_cpu_clock, NULL, -1);
09     perf_pmu_register(&perf_task_clock, NULL, -1);
10     perf_tp_register();
11     perf_cpu_notifier(perf_cpu_notify);
12     register_reboot_notifier(&perf_reboot_notifier);
13     ret = init_hw_breakpoint();
14     WARN(ret, "hw_breakpoint initialization failed with: %d", ret);
15 }

行號	說明
04	IDR 初始化，清除 IDR 控制結構內容，初始化 IDR 管理器鎖。
05	初始化每個可能的 CPU 的軟體事件雜湊表的互斥鎖，並初始化該 CPU 的 PER CPU 旋轉串列。
06	初始化一個效能監督單元的睡眠 RCU 結構，。
07	註冊軟體事件的效能監督單元結構，。
08	註冊 CPU 時脈的效能監督單元結構，。
09	註冊任務時脈的效能監督單元結構，。
10	註冊追蹤點的效能監督單元結構，。
11	註冊效能管理 CPU 通知器，。
12	註冊效能管理的重新啟動通知器，。
13	註冊效能管理器的斷點監督單元結構，。
14	當斷點監督單元結構註冊失敗，顯示失敗訊息。

2.26 初始化 RCU 樹

RCU 是 READ-COPY WRITE 的簡寫。初始化 RCU 樹，。

linux/kernel/events/core.c
01 void __init rcu_init(void){
02     int cpu;
03 
04     rcu_bootup_announce();
05     rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
06     rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
07     __rcu_init_preempt();
08     open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
09     cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
10     for_each_online_cpu(cpu)
11         rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
12     check_cpu_stall_init();
13 }

行號	說明
04	RCU 啟動通知，通知相關模組 RCU 已經執行。
05	初始化一個 RCU 狀態結構，RCU 排程狀態結構。
06	初始化一個 RCU 狀態結構，RCU 等待狀態結構。
07	初始化一個 RCU 狀態結構，RCU 先佔式狀態結構。
08	打開 RCU 軟體中斷，軟體中斷九，為最後一個軟體中斷。
09	註冊 RCU 的 CPU 通知器，。
10	對每一個線上的 CPU，處理 CPU 上線下線事件。
11	註冊 RCU 的 CPU 停止通知器到 CPU 的通知器鏈，。
12	，。

2.27 初始化 RADIX 樹

初始化 RADIX 樹，取得樹節點結構的快取記憶體，設定樹的索引陣列，最後註冊 CPU 通知器。

linux/lib/radix-tree.c
01 void __init radix_tree_init(void){
02     radix_tree_node_cachep = kmem_cache_create("radix_tree_node",sizeof(struct radix_tree_node), 0,
03                              SLAB_PANIC | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT,radix_tree_node_ctor);
04     radix_tree_init_maxindex();
05     hotcpu_notifier(radix_tree_callback, 0);
06 }

行號	說明
02~03	取得 RADIX 樹節點的快取記憶體，節點記憶體名稱 radix_tree_node。
04	根據陣列索引設定陣列內容，陣列內容與索引值有一個計算公式，太大設定為 0xFFFFFFFF，太小設定為 0。
05	註冊 CPU 通知器，通知器回呼函式為 radix_tree_callback，優先權是 0。

2.28 IRQ 早期初始化

初始化 IRQ 描述器資料結構，。

linux/kernel/irqdesc.c
01 int __init early_irq_init(void){
02     int i, initcnt, node = first_online_node;
03     struct irq_desc *desc;
04 
05     init_irq_default_affinity();
06     initcnt = arch_probe_nr_irqs();
07     printk(KERN_INFO "NR_IRQS:%d nr_irqs:%d %d
", NR_IRQS, nr_irqs, initcnt);
08     if (WARN_ON(nr_irqs > IRQ_BITMAP_BITS)) nr_irqs = IRQ_BITMAP_BITS;
09     if (WARN_ON(initcnt > IRQ_BITMAP_BITS)) initcnt = IRQ_BITMAP_BITS;
10     if (initcnt > nr_irqs) nr_irqs = initcnt;
11     for (i = 0; i < initcnt; i++) {
12         desc = alloc_desc(i, node);
13         set_bit(i, allocated_irqs);
14         irq_insert_desc(i, desc);
15     }
16     return arch_early_irq_init();
17 }

行號	說明
05	設定 IRQ 的內定傾向，例如 NOWAIT。
06	探知 IRQ 數目，存入變數 initcnt。
08	檢驗 nr_irqs 數目值，此值為 NR_IRQS，應該會小於 IRQ_BITMAP_BITS，因為 IRQ_BITMAP_BITS 等於 NR_IRQS + 8196。
09	檢驗 initcnt 數目值，不可大於 IRQ 位元映射位元數，此值為 NR_IRQS + 8196，其中 NR_IRQS 會隨 CPU數或 APIC數而變化。
10	當 initcnt 大於 nr_irqs，重新設定 nr_irqs。
11~15	IRQ 描述器設定迴圈，先取得描述器控制結構記憶體，設定已配置遮罩位元，安置 IRQ 描述器到 IRQ 描述器樹。
16	執行架構相關 IRQ 早期初始化，準備好 IRQ0 ~ IRQ15 描述器 ??。

linux/arch/x86/kernel/apic/io_apic.c
01 static struct irq_desc *alloc_desc(int irq, int node){
01     struct irq_desc *desc;
01     gfp_t gfp = GFP_KERNEL;
01 
01     desc = kzalloc_node(sizeof(*desc), gfp, node);
01     if (!desc) return NULL;
01     desc->kstat_irqs = alloc_percpu(unsigned int);
01     if (!desc->kstat_irqs) goto err_desc;
01     if (alloc_masks(desc, gfp, node)) goto err_kstat;
01     raw_spin_lock_init(&desc->lock);
01     lockdep_set_class(&desc->lock, &irq_desc_lock_class);
01     desc_set_defaults(irq, desc, node);
01     return desc;
01 err_kstat:
01     free_percpu(desc->kstat_irqs);
01 err_desc:
01     kfree(desc);
01     return NULL;
01 }

linux/arch/x86/include/asm/bitops.h
01 static inline void set_bit(int nr, volatile unsigned long *addr){
01     unsigned long mask = BIT_MASK(nr);
01     unsigned long *p = ((unsigned long *)addr) + BIT_WORD(nr);
01     unsigned long flags;
01 
01     _atomic_spin_lock_irqsave(p, flags);
01     *p  |= mask;
01     _atomic_spin_unlock_irqrestore(p, flags);
01 }

linux/kernel/irq/irqdesc.h
01 static void irq_insert_desc(unsigned int irq, struct irq_desc *desc){
01     radix_tree_insert(&irq_desc_tree, irq, desc);
01 }

linux/kernel/irq/irqdesc.h
01 int __init arch_early_irq_init(void){
01     struct irq_cfg *cfg;
01     int count, node, i;
01 
01     if (!legacy_pic->nr_legacy_irqs) {
01         nr_irqs_gsi = 0;
01         io_apic_irqs = ~0UL;
01     }
01     for (i = 0; i < nr_ioapics; i++) {
01         ioapics[i].saved_registers =kzalloc(sizeof(struct IO_APIC_route_entry) *
01                             ioapics[i].nr_registers, GFP_KERNEL);
01         if (!ioapics[i].saved_registers)
01             pr_err("IOAPIC %d: suspend/resume impossible!
", i);
01     }
01     cfg = irq_cfgx;
01     count = ARRAY_SIZE(irq_cfgx);
01     node = cpu_to_node(0);
01     irq_reserve_irqs(0, legacy_pic->nr_legacy_irqs);
01     for (i = 0; i < count; i++) {
01         irq_set_chip_data(i, &cfg[i]);
01         zalloc_cpumask_var_node(&cfg[i].domain, GFP_KERNEL, node);
01         zalloc_cpumask_var_node(&cfg[i].old_domain, GFP_KERNEL, node);
01         if (i < legacy_pic->nr_legacy_irqs) {
01             cfg[i].vector = IRQ0_VECTOR + i;
01             cpumask_set_cpu(0, cfg[i].domain);
01         }
01     }
01     return 0;
01 }

2.29 IRQ 早期初始化

初始化 IRQ 描述器資料結構，。

linux/arch/x86/kernel/irqinit.c
01 void __init init_IRQ(void){
02     int i;
03 
04     x86_add_irq_domains();
05     for (i = 0; i < legacy_pic->nr_legacy_irqs; i++)
06         per_cpu(vector_irq, 0)[IRQ0_VECTOR + i] = i;
07     x86_init.irqs.intr_init();
08 }

行號	說明
04	加入 IRQ 定義域，這是一個 n.o.f。
05~06	設定 CPU 0 的 IRQ 中斷向量，。
07	將中斷向量包裝成門閘中斷描述子，安裝到中斷描述子表。函式是 lguest_init_IRQ,xen_init_IRQ??

2.30 優先權樹初始化

設定優先權數的索引陣列值。

linux/lib/prio_tree.c
01 void __init prio_tree_init(void){
02     unsigned int i;
03 
04     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(index_bits_to_maxindex) - 1; i++)
05         index_bits_to_maxindex[i] = (1UL << (i + 1)) - 1;
06     index_bits_to_maxindex[ARRAY_SIZE(index_bits_to_maxindex) - 1] = ~0UL;
07 }

行號	說明
04~05	將索引陣列初始化，陣列單元的值隨索引值加倍。
06	將最後一個陣列單元設定為 0xFFFFFFFF。

2.31 計時器初始化

安裝計時器通知器和計時器處理函式。

linux/kernel/timer.c
01 void __init init_timers(void){
02     int err = timer_cpu_notify(&timers_nb, (unsigned long)CPU_UP_PREPARE,(void *)(long)smp_processor_id());
03     
04     init_timer_stats();
05     BUG_ON(err != NOTIFY_OK);
06     register_cpu_notifier(&timers_nb);
07     open_softirq(TIMER_SOFTIRQ, run_timer_softirq);
08 }

行號	說明
04	初始化 CPU 計時器向量，。
05	初始化每個可能的 CPU 的計時器鎖，。
06	將計時器的通知器註冊到 CPU 的通知器鏈，。
07	安裝計時器軟體中斷處理函式，open 這個字不適合，筆者覺得 set 或 install 會比較合適。此程式的作者頭腦不知道在想什麼??

2.32 高解析度計時器初始化

安裝高解析度計時器通知器和中斷處理函式。

linux/kernel/hrtimer.c
01 void __init hrtimers_init(void){
02     hrtimer_cpu_notify(&hrtimers_nb, (unsigned long)CPU_UP_PREPARE,
03                        (void *)(long)smp_processor_id());
04     register_cpu_notifier(&hrtimers_nb);
05     open_softirq(HRTIMER_SOFTIRQ, run_hrtimer_softirq);
06 }

行號	說明
02~03	高解析計時器的 CPU 設定，包括 CPU 鎖的初始化，CPU 計時器串列頭初始化，初始化高解析計時參數。
04	註冊高解析計時器通知器到CPU的通知器鏈，。
05	安裝高解析計時器處理函式，open 這個字不適合，筆者覺得 set 或 install 會比較合適。此程式的作者頭腦不知道在想什麼??

2.33 軟體 IRQ 初始化

初始化每一個可能的 CPU 的每個軟體中斷的工作串列。

linux/kernel/softirq.c
01 void __init softirq_init(void){
02     int cpu;
03 
04     for_each_possible_cpu(cpu) {
05         int i;
06 
07         per_cpu(tasklet_vec, cpu).tail = &per_cpu(tasklet_vec, cpu).head;
08         per_cpu(tasklet_hi_vec, cpu).tail = &per_cpu(tasklet_hi_vec, cpu).head;
09         for (i = 0; i < NR_SOFTIRQS; i++)
10             INIT_LIST_HEAD(&per_cpu(softirq_work_list[i], cpu));
11     }
12     register_hotcpu_notifier(&remote_softirq_cpu_notifier);
13     open_softirq(TASKLET_SOFTIRQ, tasklet_action);
14     open_softirq(HI_SOFTIRQ, tasklet_hi_action);
15 }

行號	說明
04~11	每個可能的 CPU 的設定迴圈，。
07	初始化任務延遲串列，。
08	初始化高優先延遲串列，。
09~10	初始化 CPU 軟體中斷的工作串列，。
12	安裝遠端軟體中斷通知器，。
13	安裝任務延遲軟體中斷處理函式，。
14	安裝高優先軟體中斷處理函式，。

2.34 初始化時間保持器

時間保持器計算並紀錄目前的時間值。

linux/kernel/time/timesleeping.c
01 void __init timekeeping_init(void){
02     struct clocksource *clock;
03     unsigned long flags;
04     struct timespec now, boot;
05 
06     read_persistent_clock(&now);
07     read_boot_clock(&boot);
08     write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
09     ntp_init();
10     clock = clocksource_default_clock();
11     if (clock->enable) clock->enable(clock);
12     timekeeper_setup_internals(clock);
13     xtime.tv_sec = now.tv_sec;
14     xtime.tv_nsec = now.tv_nsec;
15     raw_time.tv_sec = 0;
16     raw_time.tv_nsec = 0;
17     if (boot.tv_sec == 0 && boot.tv_nsec == 0) {
18         boot.tv_sec = xtime.tv_sec;
19         boot.tv_nsec = xtime.tv_nsec;
20     }
21     set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,-boot.tv_sec, -boot.tv_nsec);
22     total_sleep_time.tv_sec = 0;
23     total_sleep_time.tv_nsec = 0;
24     write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
25 }

行號	說明
06	讀取日期時間值，這應該是從 1970.1.1 00:00 開始算起的時間值，以秒計算。
07	讀取啟動時間值，均為 0。
08	取得循序鎖，。
09	設定 NTP，NTP 是 network time server 的簡寫。這是用於伺服器的時間管理。
10	設定來源時鐘，這是硬體時間計數器的抽象層。
11	當時鐘的致能旗號為真，啟動時鐘計時。
12	設定時間保持器，連於時鐘來源。
13~14	取得 xtime 時間值為目前時間值，。
15~16	設定 raw_time 時間值為 0。
17~20	當啟動時間值為0，將啟動時間值設定成 xtime。
21	標準化時間值，。
22~23	設定全部睡眠時間為 0，。
24	釋放時間循序鎖，。

2.35 初始化時間管理器

linux/kernel/time/timesleeping.c
01 void __init time_init(void){
02     late_time_init = x86_late_time_init;
03 }
04 
05 static __init void x86_late_time_init(void){
06     x86_init.timers.timer_init();
07     tsc_init();
08 }

行號	說明
02	設定晚期時間初始化指標，指標指向 x86_late_time_init。
05~08	函式 x86_late_time_init 是 I386 架構的時間設定程式。
01	設定 I386 計時器。setup_arch 呼叫 visws_early_detect，再設定 x86_init.timers.timer_init = visws_time_init;
01	設定 CPU 時間戳計時脈。

linux/arch/x86/plateform/visws/visw_quirks.c
01 static void __init visws_time_init(void){
02     printk(KERN_INFO "Starting Cobalt Timer system clock
");
03     co_cpu_write(CO_CPU_TIMEVAL, CO_TIME_HZ/HZ);
04     co_cpu_write(CO_CPU_CTRL, co_cpu_read(CO_CPU_CTRL) | CO_CTRL_TIMERUN);
05     co_cpu_write(CO_CPU_CTRL, co_cpu_read(CO_CPU_CTRL) & ~CO_CTRL_TIMEMASK);
06     setup_default_timer_irq();
07 }

行號	說明
02	顯示核心訊息，語意是起動 COBALT 計時器系統時脈。
03	設定下數計數值，IO 位址 0x30，值為 10**8/HZ。
04	啟動計數器，IO 位址 0x10，值為 0x04，即設定第二位元值為一。
05	清除中斷遮罩，即致能中斷，IO 位址 0x10，值為 0x08，即設定第二位元值為一。
06	設置時間計數器的外部中斷。

linux/arch/x86/kernel/time.c
01 void __init setup_default_timer_irq(void){
01     setup_irq(0, &irq0);
01 }

行號	說明
02	內定時間計數器 IRQ 設定函式，。
02	設定時間計數器 IRQ，第一個參數是 IRQ 號碼 0。第二個參數是 IRQ 動作控制結構，其內有IRQ 處理函式。

linux/kernel/irq/manage.c
01 int setup_irq(unsigned int irq, struct irqaction *act){
02     int retval;
03     struct irq_desc *desc = irq_to_desc(irq);
04 
05     chip_bus_lock(desc);
06     retval = __setup_irq(irq, desc, act);
07     chip_bus_sync_unlock(desc);
08     return retval;
09 }

行號	說明
03	將 IRQ 動作控制結構轉換成 IRQ 描述器，這是核心的 IRQ 描述器控制結構。
05	取得橋接 IRQ 晶片的匯流排的鎖，。
06	設置 IRQ 的中斷描述子，。
07	釋放匯流排的鎖，。

linux/arch/x86/kernel/tsc.c
01 void __init tsc_init(void){
01     u64 lpj;
01     int cpu;
01     
01     x86_init.timers.tsc_pre_init();
01     if (!cpu_has_tsc) return;
01     tsc_khz = x86_platform.calibrate_tsc();
01     cpu_khz = tsc_khz;
01     if (!tsc_khz) {
01         mark_tsc_unstable("could not calculate TSC khz");
01         return;
01     }
01     printk("Detected %lu.%03lu MHz processor.
",
01             (unsigned long)cpu_khz / 1000,
01             (unsigned long)cpu_khz % 1000);
01     for_each_possible_cpu(cpu)
01         set_cyc2ns_scale(cpu_khz, cpu);
01     if (tsc_disabled > 0) return;
01     tsc_disabled = 0;
01     if (!no_sched_irq_time)    enable_sched_clock_irqtime();
01     lpj = ((u64)tsc_khz * 1000);
01     do_div(lpj, HZ);
01     lpj_fine = lpj;
01     use_tsc_delay();
01     dmi_check_system(bad_tsc_dmi_table);
01     if (unsynchronized_tsc()) mark_tsc_unstable("TSCs unsynchronized");
01     check_system_tsc_reliable();
01 }

行號	說明
01	，。
01	，。
01	，。

2.36 初始化 PROFILE 管理器

PROFILE 管理器用來管理核心的 PROFILE，。

linux/kernel/profile.c
01 int __ref profile_init(void){
02     int buffer_bytes;
03 
04     if (!prof_on) return 0;
05     prof_len = (_etext - _stext) >> prof_shift;
06     buffer_bytes = prof_len*sizeof(atomic_t);
07     if (!alloc_cpumask_var(&prof_cpu_mask, GFP_KERNEL)) return -ENOMEM;
08     cpumask_copy(prof_cpu_mask, cpu_possible_mask);
09     prof_buffer = kzalloc(buffer_bytes, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
10     if (prof_buffer) return 0;
11     prof_buffer = alloc_pages_exact(buffer_bytes,GFP_KERNEL|__GFP_ZERO|__GFP_NOWARN);
12     if (prof_buffer) return 0;
13     prof_buffer = vzalloc(buffer_bytes);
14     if (prof_buffer) return 0;
15     free_cpumask_var(prof_cpu_mask);
16     return -ENOMEM;
17 }

行號	說明
04	當 prof_on 設定為一，表示 profile 管理器已經啟動。
05	計算 profile 的記憶體體積，_etext 和 _stext 表示 profile 的連結位址的開始與結束點。prof_shift 是體積單位，值應該為二，一單位是 2**2，即四位元組。
06	計算容納 profile 的記憶體長度，這個值應該和 prof_len 相同。
07	取得 profile 的 cpu 遮罩映射結構。沒取得記憶體，函式就回返。
08	將可能的 cpu 遮罩映射結構複製到 profile cpu 映射結構。
09~10	取得用來容納 profile 的核心記憶體，同時把記憶體內容清除為 0。如果有取得記憶體，函式就回返。
11~12	取得用來容納 profile 的連續分頁。如果有取得記憶體，函式就回返。
13~14	取得用來容納 profile 的虛擬記憶體，同時把記憶體內容清除為 0。如果有取得記憶體，函式就回返。
15	釋放 profile 的 cpu 映射結構記憶體，因為 profile 初始化失敗。
16	回返錯誤碼。

這是 _etext 和 _stext 之間的內容嗎??

linux/arch/x86/kernel/vmlinux.lds
01   _stext = .;
01   . = ALIGN(8); *(.text.hot) *(.text) *(.ref.text) *(.devinit.text) *(.devexit.text) *(.cpuinit.text) *(.cpuexit.text) *(.text.unlikely)
01   . = ALIGN(8); __sched_text_start = .; *(.sched.text) __sched_text_end = .;
01   . = ALIGN(8); __lock_text_start = .; *(.spinlock.text) __lock_text_end = .;
01   . = ALIGN(8); __kprobes_text_start = .; *(.kprobes.text) __kprobes_text_end = .;
01   . = ALIGN(8); __entry_text_start = .; *(.entry.text) __entry_text_end = .;
01   *(.fixup)
01   *(.gnu.warning)
01   _etext = .;

2.37 初始化 CALL FUNCTION

初始化每個 cpu 的 cfd 結構，cfd 是 call function data 的簡稱。

linux/kernel/smp.c
01 void __init call_function_init(void){
02     void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
03     int i;
04 
05     for_each_possible_cpu(i) {
06         struct call_single_queue *q = &per_cpu(call_single_queue, i);
07 
08         raw_spin_lock_init(&q->lock);
09         INIT_LIST_HEAD(&q->list);
10     }
11     hotplug_cfd(&hotplug_cfd_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
12     register_cpu_notifier(&hotplug_cfd_notifier);
13 }

行號	說明
05~10	每個可能的 cpu 的 cfd 初始化迴圈，。cfd 是 call function data 的簡稱。
06	取得可能的 cpu 的呼叫串列，。
08	初始化呼叫串列的鎖，。
09	初始化呼叫串列，。
11	建立一個 node，。
12	安裝 call funciton data 的 cpu 通知器，。

2.39 致能 CPU 中斷

致能 CPU 外部中斷，以組合語言來說是執行指令 sti 。

linux/include/linux/irqflags.h
01 #define local_irq_enable() 
02     do { trace_hardirqs_on(); raw_local_irq_enable(); } while (0)

行號	說明
01	trace_hardirqs_on 是空函式，因為沒有定義 CONFIG_TRACE_IRQFLAGS。
02	raw_local_irq_enable 是執行 cli 指令，。

2.40 操控台初始化

這是為了顯示初始過程的訊息，尤其是顯示偵錯訊息。

linux/drviers/tty/tty_io.c
01 void __init console_init(void){
02     initcall_t *call;
03 
04     tty_ldisc_begin();
05     call = __con_initcall_start;
06     while (call < __con_initcall_end) {
07         (*call)();
08         call++;
09     }
10 }

行號	說明
04	設定 tty 的行法則為 N_TTY，包括 N_TTY 的操作命令。
05	取得函式陣列頭。
06~09	函式執行迴圈，執行所有在 __con_initcall_start 和 __con_initcall_end 之間的函式串列的函式。
07	執行一個函式。
08	取得下一個函式。

linux/drviers/tty/n_tty.c
01 struct tty_ldisc_ops tty_ldisc_N_TTY = {
01     .magic           = TTY_LDISC_MAGIC,
01     .name            = "n_tty",
01     .open            = n_tty_open,
01     .close           = n_tty_close,
01     .flush_buffer    = n_tty_flush_buffer,
01     .chars_in_buffer = n_tty_chars_in_buffer,
01     .read            = n_tty_read,
01     .write           = n_tty_write,
01     .ioctl           = n_tty_ioctl,
01     .set_termios     = n_tty_set_termios,
01     .poll            = n_tty_poll,
01     .receive_buf     = n_tty_receive_buf,
01     .write_wakeup    = n_tty_write_wakeup
01 };

linux/include/asm-generic/vmlinux.lds.h
01 #define CON_INITCALL	                        
01     	VMLINUX_SYMBOL(__con_initcall_start) = .;        
01         *(.con_initcall.init)                    
01     	VMLINUX_SYMBOL(__con_initcall_end) = .;

2.41 顯示依賴鎖資訊

顯示目前依賴所管理器的資訊，。

linux/kernel/lockdep.c
01 void __init lockdep_info(void){
02     printk("Lock dependency validator: Copyright (c) 2006 Red Hat, Inc., Ingo Molnar
");
03     printk("... MAX_LOCKDEP_SUBCLASSES:  %lu
", MAX_LOCKDEP_SUBCLASSES);
04     printk("... MAX_LOCK_DEPTH:          %lu
", MAX_LOCK_DEPTH);
05     printk("... MAX_LOCKDEP_KEYS:        %lu
", MAX_LOCKDEP_KEYS);
06     printk("... CLASSHASH_SIZE:          %lu
", CLASSHASH_SIZE);
07     printk("... MAX_LOCKDEP_ENTRIES:     %lu
", MAX_LOCKDEP_ENTRIES);
08     printk("... MAX_LOCKDEP_CHAINS:      %lu
", MAX_LOCKDEP_CHAINS);
09     printk("... CHAINHASH_SIZE:          %lu
", CHAINHASH_SIZE);
10     printk(" memory used by lock dependency info: %lu kB
",
11         (sizeof(struct lock_class) * MAX_LOCKDEP_KEYS +
12         sizeof(struct list_head) * CLASSHASH_SIZE +
13         sizeof(struct lock_list) * MAX_LOCKDEP_ENTRIES +
14         sizeof(struct lock_chain) * MAX_LOCKDEP_CHAINS +
15         sizeof(struct list_head) * CHAINHASH_SIZE) / 1024
16         );
17     printk(" per task-struct memory footprint: %lu bytes
",
18         sizeof(struct held_lock) * MAX_LOCK_DEPTH);
19 }

行號	說明
02	依賴鎖致能器，。
03	依賴鎖最大子類別數，。
04	鎖最大深度，。
05	依賴鎖最大鑰匙碼，。
06	類別雜湊表體積，。
07	依賴鎖最大鎖數，。
08	依賴鎖最大鏈數，。
09	鏈雜湊表體積，。
10~16	依賴鎖總記憶體值，。
17	任務結構記憶體腳本，。

2.42 檢驗 INITRD

INITRD 是 initial ramdisk 的簡稱，其中包含一個簡易檔案系統，放有一些啟動時期會用到的檔案資料。

linux/kernel/lockdep.c
01 if (initrd_start && !initrd_below_start_ok &&
02     page_to_pfn(virt_to_page((void *)initrd_start)) < min_low_pfn) {
03     printk(KERN_CRIT "initrd overwritten (0x%08lx < 0x%08lx) - "
04         "disabling it.
",
05         page_to_pfn(virt_to_page((void *)initrd_start)),min_low_pfn);
06     initrd_start = 0;
07 }

行號	說明
02	，。
03~05	顯示 INITRD 覆寫錯誤，。
06	清除 INITRD 啟動旗號，表示沒有 INITRD。

2.43 分頁控制群初始化

分頁控制群是一個延伸的記憶體分佈圖，一個分頁控制群的分頁會關聯到每一個分頁描述器。分頁控制群幫助確認控制群的資訊。所有分頁控制群都是在啟動時期或記憶體熱拔除事件發生時，然後建立 pfn(??) 時，分頁控制群都會存在。 pfn 是 physical frame number 的簡寫，nid 是 namespace identifier 的簡稱。

linux/mm/page_cgroup.c
01 void __init page_cgroup_init(void){
02     unsigned long pfn;
03     int nid;
04 
05     if (mem_cgroup_disabled()) return;
06     for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
07         unsigned long start_pfn, end_pfn;
08 
09         start_pfn = node_start_pfn(nid);
10         end_pfn = node_end_pfn(nid);
11         for (pfn = start_pfn;pfn < end_pfn;pfn = ALIGN(pfn + 1, PAGES_PER_SECTION)) {
12             if (!pfn_valid(pfn)) continue;
13             if (pfn_to_nid(pfn) != nid) continue;
14             if (init_section_page_cgroup(pfn, nid)) goto oom;
15         }
16     }
17     hotplug_memory_notifier(page_cgroup_callback, 0);
18     printk(KERN_INFO "allocated %ld bytes of page_cgroup
", total_usage);
19     printk(KERN_INFO "please try 'cgroup_disable=memory' option if you " "don't want memory cgroups
");
20     return;
21 oom:
22     printk(KERN_CRIT "try 'cgroup_disable=memory' boot option
");
23     panic("Out of memory");
24 }

行號	說明
05	當記憶體控制群子系統關閉時，函式回返。
09	取得 pfn 起始節點的位置，。
10	取得 pfn 結束節點的位置，。
11	pnf 的命令空間 nid 設定迴圈，。
12	檢驗 pfn 內容的正確性，。
13	建立 pfn 的 nid 結構，。
14	初始化 pfn 所屬的記憶體區段，建立失敗表示記憶體耗盡，執行失敗處理程序 oom。oom 是噢的嘆息意思。
17	安裝記憶體通知器到 cpu 通知器串列，通知器的回呼函式是 page_cgroup_callback。
20	函式回返，。
21~23	錯誤處理程序，顯示記憶體耗盡訊息，。

2.44 初始化記憶體遺漏控制器

當記憶體不再使用，會成為自由記憶體。自由記憶體必須被回收並集合成可重新配置的記憶體。

linux/mm/kmemleak.c
01 void __init kmemleak_init(void){
02     int i;
03     unsigned long flags;
04 
05     jiffies_min_age = msecs_to_jiffies(MSECS_MIN_AGE);
06     jiffies_scan_wait = msecs_to_jiffies(SECS_SCAN_WAIT * 1000);
07     object_cache = KMEM_CACHE(kmemleak_object, SLAB_NOLEAKTRACE);
08     scan_area_cache = KMEM_CACHE(kmemleak_scan_area, SLAB_NOLEAKTRACE);
09     INIT_PRIO_TREE_ROOT(&object_tree_root);
10     local_irq_save(flags);
11     if (!atomic_read(&kmemleak_error)) {
12         atomic_set(&kmemleak_enabled, 1);
13         atomic_set(&kmemleak_early_log, 0);
14     }
15     local_irq_restore(flags);
16     for (i = 0; i < crt_early_log; i++) {
17         struct early_log *log = &early_log[i];
18 
19         switch (log->op_type) {
20         case KMEMLEAK_ALLOC:
21             early_alloc(log);
22             break;
23         case KMEMLEAK_FREE:
24             kmemleak_free(log->ptr);
25             break;
26         case KMEMLEAK_FREE_PART:
27             kmemleak_free_part(log->ptr, log->size);
28             break;
29         case KMEMLEAK_NOT_LEAK:
30             kmemleak_not_leak(log->ptr);
31             break;
32         case KMEMLEAK_IGNORE:
33             kmemleak_ignore(log->ptr);
34             break;
35         case KMEMLEAK_SCAN_AREA:
36             kmemleak_scan_area(log->ptr, log->size, GFP_KERNEL);
37             break;
38         case KMEMLEAK_NO_SCAN:
39             kmemleak_no_scan(log->ptr);
40             break;
41         default:
42             WARN_ON(1);
43         }
44     }
45 }

行號	說明
01	設定要回報的物件最小年紀，值為 5000 即五秒。
01	設定掃描物件時間，值為600x1000 即十五分鐘。
01	設定物件核心快取記憶體，。
01	設定掃描區域快取，。
01	初始化優先權樹根，。
01	關閉外部中斷，。
01	讀取記憶體遺漏管理器的錯誤值，沒有錯誤的話，設定記憶體遺漏管理器。
01	致能記憶體遺漏管理器，。
01	除能記憶體遺漏管理器的早期紀錄，。
01	重新復原中斷設定，。
01	早期紀錄處理迴圈，。
01	取得早期紀錄結構，。
01	依照紀錄的操作碼，處理該紀錄。記憶體遺漏管理器會處理七種狀況。
01	狀況 KMEMLEAK_ALLOC 表示這是一個早期配置的區塊記憶體，把它加入追蹤器。
01	狀況 KMEMLEAK_FREE 釋放一個早期註冊的物件，。
01	狀況 KMEMLEAK_FREE_PART 局部釋放一個早期註冊的物件，。
01	狀況 MEMLEAK_NOT_LEAK 將一個已經註冊的物件標記為 false positive，這會使該物件的記憶體區塊不再被報告為 leak 並且總是會被掃描。
01	狀況 KMEMLEAK_IGNORE 表示忽略已配置的物件，。
01	狀況 KMEMLEAK_SCAN_AREA 限制一個已配置的物件被掃描的區域，。
01	狀況 KMEMLEAK_NO_SCAN 表示不要掃描該已配置的物件，。

2.45 設置 PER CPU 頁集合

配置每個 CPU 的頁集合並初始化之，在此之前只有啟動時期的頁集合可以使用。

linux/init/main.c
01 void __init setup_per_cpu_pageset(void){
02     struct zone *zone;
03 
04     for_each_populated_zone(zone)
05         setup_zone_pageset(zone);
06 }

行號	說明
04~05	zone 的頁集合設定迴圈，對每一個 zone 設定頁集合。
05	設定 zone 的頁集合，。

2.46 初始化非統一記憶體存取

NUMA 為 NON UNIFORM MEMORY ACCESS，非統一記憶體存取。初始化 NUMA 記憶體存取管理器。

linux/mm/menpolicy.c
01 void __init numa_policy_init(void){
02     nodemask_t interleave_nodes;
03     unsigned long largest = 0;
04     int nid, prefer = 0;
05 
06     policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
07             sizeof(struct mempolicy),0, SLAB_PANIC, NULL);
08     sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
09             sizeof(struct sp_node),0, SLAB_PANIC, NULL);
10     nodes_clear(interleave_nodes);
11     for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
12         unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
13         if (largest < total_pages) {
14             largest = total_pages;
15             prefer = nid;
16         }
17         if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
18             node_set(nid, interleave_nodes);
19     }
20     if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
21         node_set(prefer, interleave_nodes);
22     if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
23         printk("numa_policy_init: interleaving failed
");
24 }

行號	說明
06	取得記憶體策略快取，命名為 numa_policy。
08	取得分享策略快取，命名為 shared_policy_node。
10	清除 interleave_nodes 位元映射結構，。
11~19	所有 nid 設定迴圈，。
12	取得 node 所有頁數，。
13~16	紀錄最大頁數和擁有該頁數的 nid，。
17~18	當該 nid 的所有頁數體積大於 16MB，設定該 nid 為 interleave_nodes。
20~21	當 interleave_nodes 是個空 node，設定 prefer 為 interleave_nodes。
22~23	設定記憶體策略，失敗的話顯示錯誤訊息。

2.47 初始化排程器時脈

對每個可能的 cpu 設定排程器時脈參數，。

linux/kernel/sched_clock.c
01 void sched_clock_init(void){
02     u64 ktime_now = ktime_to_ns(ktime_get());
03     int cpu;
04 
05     for_each_possible_cpu(cpu) {
06         struct sched_clock_data *scd = cpu_sdc(cpu);
07 
08         scd->tick_raw = 0;
09         scd->tick_gtod = ktime_now;
10         scd->clock = ktime_now;
11     }
12     sched_clock_running = 1;
13 }

行號	說明
05~11	對每個可能的 cpu 設定 scd，scd 是 schedule clock data。
06	取得 sdc 資料結構，。
08	設定 tick_raw，。
09	設定 tick_gtod，。
10	設定時鐘 clock，。
12	排程時鐘啟動旗號，。

2.48 時間延遲校正函式

lpj 是 loops per jiffy 的簡稱，。

linux/init/calibrate.c
01 void __cpuinit calibrate_delay(void){
02     unsigned long lpj;
03     static bool printed;
04 
05     if (preset_lpj) {
06         lpj = preset_lpj;
07         if (!printed) pr_info("Calibrating delay loop (skipped) ""preset value.. ");
08     }
09     else if ((!printed) && lpj_fine) {
10         lpj = lpj_fine;
11         pr_info("Calibrating delay loop (skipped), ""value calculated using timer frequency.. ");
12     }
13     else if ((lpj = calibrate_delay_direct()) != 0) {
14         if (!printed) pr_info("Calibrating delay using timer ""specific routine.. ");
15     }
16     else {
17         if (!printed) pr_info("Calibrating delay loop... ");
18         lpj = calibrate_delay_converge();
19     }
20     if (!printed) pr_cont("%lu.%02lu BogoMIPS (lpj=%lu)
",lpj/(500000/HZ),(lpj/(5000/HZ)) % 100, lpj);
21     loops_per_jiffy = lpj;
22     printed = true;
23 }

行號	說明
05~08	當目前的延遲迴圈值不為 0，將目前延遲迴圈值設定給變數 lpj。
09~12	當使用計時器頻率計算的調整值不為 0，將值設定給 lpj。
13~15	使用計時器跑固定的迴圈數量，以計算校正值。結果不為 0，就將值設定給 lpj。
16~19	最後的方法是呼叫校正延遲收斂函式，計算校正值。
21	將校正值設定給變數 loops_per_jiffy。
22	設定校正資料顯示其號為一，表示已經顯示過訊息，下次不要再顯示。

2.49 初始化 PID 映射

核心有一個 PID 管理器，用來管理所有有 PID 的物件。這個函式建立 PID 映射表，是 PID 管理器運作時的資料結構。

linux/init/pid.c
01 void __init pidmap_init(void){
01     pid_max = min(pid_max_max, max_t(int, pid_max,PIDS_PER_CPU_DEFAULT * num_possible_cpus()));
01     pid_max_min = max_t(int, pid_max_min,PIDS_PER_CPU_MIN * num_possible_cpus());
01     pr_info("pid_max: default: %u minimum: %u
", pid_max, pid_max_min);
01     init_pid_ns.pidmap[0].page = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
01     set_bit(0, init_pid_ns.pidmap[0].page);
01     atomic_dec(&init_pid_ns.pidmap[0].nr_free);
01     init_pid_ns.pid_cachep = KMEM_CACHE(pid,SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC);
01 }

行號	說明
01	計算 PID 的最大數目，在記憶體可容許的 PID 數目的最大值和 CPU 群內定的 PID 數目中取最小值。
01	計算 PID 的最小數目，在記憶體可容許的 PID 數目的最小值和 CPU 群最少的 PID 數目中取最大值。
01	取得 PID 0 的頁記憶體，做為 PID 頁串列頭 ??。
01	設定 PID 0 為的頁屬性為 0，表示不可頁替換??。
01	將 PID 0 的自由頁數目減一，。
01	取得 PID 0 的 PID 快取記憶體，。

2.50 初始化 ANON 虛擬記憶體存取

，。

linux/init/pid.c
01 void __init anon_vma_init(void){
01     anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
01                           0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor);
01     anon_vma_chain_cachep = KMEM_CACHE(anon_vma_chain, SLAB_PANIC);
01 }

行號	說明
01	設定 ANON 虛擬記憶體控制結構的記憶體，此記憶體是在快取記憶體。
01	取得 ANON 虛擬記憶體控制結構的鏈結構快取記憶體，此記憶體是在主記憶體。

2.51 設定 EFI 虛擬模式

EFI 是 EXTENDED FIRMWARE INTERFACE 的簡稱，延伸韌體介面。

linux/init/main.c
01 #ifdef CONFIG_X86
02     if (efi_enabled) efi_enter_virtual_mode();
03 #endif

行號	說明
02	當 EFI 致能旗號為真，將 EFI 設定為虛擬模式。

linux/arch/x86/plateform/efi/efi.c
01 void __init efi_enter_virtual_mode(void){
02     efi_memory_desc_t *md, *prev_md = NULL;
03     efi_status_t status;
04     unsigned long size;
05     u64 end, systab, addr, npages, end_pfn;
06     void *p, *va, *new_memmap = NULL;
07     int count = 0;
08 
09     efi.systab = NULL;
10     for (p = memmap.map; p < memmap.map_end; p += memmap.desc_size) {
11         u64 prev_size;
12         
13         md = p;
14         if (!prev_md) {
15             prev_md = md;
16             continue;
17         }
18         if (prev_md->type != md->type ||prev_md->attribute != md->attribute) {
19             prev_md = md;
20             continue;
21         }
22         prev_size = prev_md->num_pages << EFI_PAGE_SHIFT;
23         if (md->phys_addr == (prev_md->phys_addr + prev_size)) {
24             prev_md->num_pages += md->num_pages;
25             md->type = EFI_RESERVED_TYPE;
26             md->attribute = 0;
27             continue;
28         }
29         prev_md = md;
30     }
31     for (p = memmap.map; p < memmap.map_end; p += memmap.desc_size) {
32         md = p;
33         if (!(md->attribute & EFI_MEMORY_RUNTIME) &&
34             md->type != EFI_BOOT_SERVICES_CODE &&
35             md->type != EFI_BOOT_SERVICES_DATA) continue;
36         size = md->num_pages << EFI_PAGE_SHIFT;
37         end = md->phys_addr + size;
38         end_pfn = PFN_UP(end);
39         if (end_pfn <= max_low_pfn_mapped
40             || (end_pfn > (1UL << (32 - PAGE_SHIFT))
41             && end_pfn <= max_pfn_mapped))
42             va = __va(md->phys_addr);
43         else
44             va = efi_ioremap(md->phys_addr, size, md->type);
45         md->virt_addr = (u64) (unsigned long) va;
46         if (!va) {
47             printk(KERN_ERR PFX "ioremap of 0x%llX failed!
",
48                    (unsigned long long)md->phys_addr);
49             continue;
50         }
51         if (!(md->attribute & EFI_MEMORY_WB)) {
52             addr = md->virt_addr;
53             npages = md->num_pages;
54             memrange_efi_to_native(&addr, &npages);
55             set_memory_uc(addr, npages);
56         }
57         systab = (u64) (unsigned long) efi_phys.systab;
58         if (md->phys_addr <= systab && systab < end) {
59             systab += md->virt_addr - md->phys_addr;
60             efi.systab = (efi_system_table_t *) (unsigned long) systab;
61         }
62         new_memmap = krealloc(new_memmap,(count + 1) * memmap.desc_size,GFP_KERNEL);
63         memcpy(new_memmap + (count * memmap.desc_size), md,memmap.desc_size);
64         count++;
65     }
66     BUG_ON(!efi.systab);
67     status = phys_efi_set_virtual_address_map(
68         memmap.desc_size * count,
69         memmap.desc_size,
70         memmap.desc_version,
71         (efi_memory_desc_t *)__pa(new_memmap));
72     if (status != EFI_SUCCESS) {
73         printk(KERN_ALERT "Unable to switch EFI into virtual mode "
74                "(status=%lx)!
", status);
75         panic("EFI call to SetVirtualAddressMap() failed!");
76     }
77     efi_free_boot_services();
78     efi.get_time = virt_efi_get_time;
79     efi.set_time = virt_efi_set_time;
80     efi.get_wakeup_time = virt_efi_get_wakeup_time;
81     efi.set_wakeup_time = virt_efi_set_wakeup_time;
82     efi.get_variable = virt_efi_get_variable;
83     efi.get_next_variable = virt_efi_get_next_variable;
84     efi.set_variable = virt_efi_set_variable;
85     efi.get_next_high_mono_count = virt_efi_get_next_high_mono_count;
86     efi.reset_system = virt_efi_reset_system;
87     efi.set_virtual_address_map = NULL;
88     if (__supported_pte_mask & _PAGE_NX) runtime_code_page_mkexec();
89     early_iounmap(memmap.map, memmap.nr_map * memmap.desc_size);
90     memmap.map = NULL;
91     kfree(new_memmap);
92 }

行號	說明
01	記憶體整合迴圈，把相同型態和屬性的連續記憶體地域整合在一起。
01	記憶體重新配置迴圈，把可以重新配置的記憶體以及符合 EFI 可寫回屬性的記憶體重新配置。最產生新的記憶體對映圖。
01	建立 EFI 虛擬記憶體配置圖。失敗表示EFI 無法進入虛擬模式。
01	將 EFI 啟動服務的程式碼和資料記憶體釋放，。
01	設定 EFI 服務函式群，。
01	解除記憶體對映圖，。
01	清除記憶體對映圖指標，。
01	釋放新的記憶體對映圖結構，。

2.52 權限管理器初始化

初始化權限管理器相關資料結構，。

linux/arch/x86/plateform/efi/efi.c
01 void __init cred_init(void){
02     cred_jar = kmem_cache_create("cred_jar", sizeof(struct cred),0, 
03                                  SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
04 }

行號	說明
02	取得給權限管理器的核心快取記憶體。 cred_jar 是快取名稱。 sizeof(struct cred) 是快取體積。
01	SLAB_HWCACHE_ALIGN 的意思是對齊快取線，一個快取線通常是四個位元組。 SLAB_PANIC 的意思是記憶體取得錯誤時，停止系統運作。

linux/mm/slub.c
01 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
01         size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *)){
01     struct kmem_cache *s;
01     char *n;
01 
01     if (WARN_ON(!name)) return NULL;
01     down_write(&slub_lock);
01     s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
01     if (s) {
01         s->refcount++;
01         s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
01         s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
01         if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
01             s->refcount--;
01             goto err;
01         }
01         up_write(&slub_lock);
01         return s;
01     }
01     n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
01     if (!n) goto err;
01     s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
01     if (s) {
01         if (kmem_cache_open(s, n,size, align, flags, ctor)) {
01             list_add(&s->list, &slab_caches);
01             if (sysfs_slab_add(s)) {
01                 list_del(&s->list);
01                 kfree(n);
01                 kfree(s);
01                 goto err;
01             }
01             up_write(&slub_lock);
01             return s;
01         }
01         kfree(n);
01         kfree(s);
01     }
01 err:
01     up_write(&slub_lock);
01     if (flags & SLAB_PANIC) panic("Cannot create slabcache %s
", name);
01     else s = NULL;
01     return s;
01 }

行號	說明
01	當名稱字串是空字串，函式回返。
01	鎖住 slub_lock，準備進行寫的動作。down_write 在 linux/kernel/rwsem.c。
01	尋找可以整合的快取，避免快取空間的浪費。
01	當找到可以整合的快取記憶體，取得快取記憶體並進行記憶體整合。完成後，函式回返。
01	取得快取記憶體，並把字串內容複製到記憶體。
01	記憶體指標為空指標，表示沒有取得記憶體，函式回返錯誤碼。
01	取得記憶體控制結構的記憶體，用來紀錄字串的記憶體。
01	當記憶體控制結構指標不為空指標，將字串記憶體紀錄到記憶體控制結構。過程中只要出錯，就把字串記憶體和控制結構記憶體都釋放，並且執行錯誤處理程序。
01	err 是錯誤處理程序標籤。
01	釋放 slub_lock。
01	當旗號 SLAB_PANIC 有設定，顯示錯誤訊息並停止系統。
01	設定記憶體指標為空指標，這裡的 else 應該不需要。
01	回返空指標，這裡一定是空指標。

2.53 行程管理器初始化

行程管理器的初始化會先取得任務管理結構的快取記憶體，再取得架構有關的 xstate 快取。接著計算記憶體能容納的行程最大數量，至少是二十個行程。

linux/kernel/fork.c
01 void __init fork_init(unsigned long mempages){
02     task_struct_cachep = kmem_cache_create("task_struct", sizeof(struct task_struct),
03                                    ARCH_MIN_TASKALIGN, SLAB_PANIC | SLAB_NOTRACK, NULL);
04     arch_task_cache_init();
05     max_threads = mempages / (8 * THREAD_SIZE / PAGE_SIZE);
06     if(max_threads < 20) max_threads = 20;
07     init_task.signal->rlim[RLIMIT_NPROC].rlim_cur = max_threads/2;
08     init_task.signal->rlim[RLIMIT_NPROC].rlim_max = max_threads/2;
09     init_task.signal->rlim[RLIMIT_SIGPENDING] = init_task.signal->rlim[RLIMIT_NPROC];
10 }

行號	說明
02	取得任務控制結構記憶體。
04	架構任務快取初始化，取得給任務使用的快取。
05	計算系統最大的行程量，即記憶體頁數除以行程所需頁數。行程所需頁數的算法是八乘以內定行程體積，再除以頁體積。
06	當最大行程量少於二十，設定最大行程量為二十，因為至少需要二十個行程，才能啟動作業系統。
07~09	設定核心初始行程 rlim 參數，rlim 參數的意思是 reader limit。參考 linux/include/linux/sched.h。

2.54 行程管理器快取初始化

取得行程管理器所需的各種快取記憶體，包括 sighandle、signal、files、fs、mm 等快取控制結構的記憶體。

linux/kernel/fork.c
01 void __init proc_caches_init(void){
02     sighand_cachep = kmem_cache_create("sighand_cache",sizeof(struct sighand_struct), 0,
03                                         SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC|SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_NOTRACK, sighand_ctor);
04     signal_cachep = kmem_cache_create("signal_cache",sizeof(struct signal_struct), 0,
05                                        SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC|SLAB_NOTRACK, NULL);
06     files_cachep = kmem_cache_create("files_cache",sizeof(struct files_struct), 0,
07                                       SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC|SLAB_NOTRACK, NULL);
08     fs_cachep = kmem_cache_create("fs_cache",sizeof(struct fs_struct), 0,
09                                    SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC|SLAB_NOTRACK, NULL);
10     mm_cachep = kmem_cache_create("mm_struct",sizeof(struct mm_struct), ARCH_MIN_MMSTRUCT_ALIGN,
11                                    SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC|SLAB_NOTRACK, NULL);
12     vm_area_cachep = KMEM_CACHE(vm_area_struct, SLAB_PANIC);
13     mmap_init();
14 }

行號	說明
02~03	取得 sighandle 快取控制結構記憶體。
04~05	取得 signal 快取控制結構記憶體。
06~07	取得 files 快取控制結構記憶體。
08~09	取得 fs 快取控制結構記憶體。
10~11	取得 mm 快取控制結構記憶體。
12	取得 vm 控制結構記憶體，位於主記憶體。
13	記憶體管理器初始化。

2.55 緩衝區記憶體管理器初始化

取得緩衝區記憶體管理器的結構記憶體，buffer_head。並以此記憶體做為所有緩衝區記憶體的串列頭，管理所有緩衝區記憶體。

linux/kernel/fork.c
01 void __init buffer_init(void){
02     int nrpages;
03 
04     bh_cachep = kmem_cache_create("buffer_head",sizeof(struct buffer_head), 0,
05             (SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|SLAB_PANIC|SLAB_MEM_SPREAD),NULL);
06     nrpages = (nr_free_buffer_pages() * 10) / 100;
07     max_buffer_heads = nrpages * (PAGE_SIZE / sizeof(struct buffer_head));
08     hotcpu_notifier(buffer_cpu_notify, 0);
09 }

行號	說明
04	取得緩衝區記憶體管理器的結構記憶體，buffer_head。
06	計算頁數量，總緩衝區頁數除以十，以十頁為一個單位。
07	計算最大緩衝區控制結構記憶體數量，。
08	註冊緩衝區通知器，。

2.56 偵錯器晚期初始化

linux/kernel/debug/debug_core.c
01 void __init dbg_late_init(void){
02     dbg_is_early = false;
03     if (kgdb_io_module_registered) kgdb_arch_late();
04     kdb_init(KDB_INIT_FULL);
05 }

行號	說明
01	設定偵錯器早期期號為否，表示不會再使用早期偵錯器設定。
01	當偵錯模組有註冊，執行架構有關的偵錯器初始化晚期啟動程序。
01	呼叫偵錯器初始化函式，執行全功能的偵錯器。

2.57 初始化 VFS 管理器快取

設定虛擬檔案系統的各子系統的快取記憶體。

linux/fs/dcache.c
01 void __init vfs_caches_init(unsigned long mempages){
02     unsigned long reserve;
03 
04     reserve = min((mempages - nr_free_pages()) * 3/2, mempages - 1);
05     mempages -= reserve;
06     names_cachep = kmem_cache_create("names_cache", PATH_MAX, 0,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL);
07     dcache_init();
08     inode_init();
09     files_init(mempages);
10     mnt_init();
11     bdev_cache_init();
12     chrdev_init();
13 }

行號	說明
04	計算保留頁的數量，。
05	扣除保留頁的數量，。
06	取得名稱快取記憶體，體積為 4096。
07	資料快取管理器初始化，。
08	節點管理器初始化，。
09	檔案系統管理器初始化，。
10	檔案裝置固接器初始化，。
11	區塊裝置快取初始化，。
12	字元裝置初始化，。

2.58 初始化信號管理器

設定信號管理器的信號串列頭的快取記憶體，。

linux/fs/dcache.c
01 void __init signals_init(void){
02     sigqueue_cachep = KMEM_CACHE(sigqueue, SLAB_PANIC);
03 }

行號	說明
02	取得信號串列快取記憶體。

linux/include/linux/slab.h
01 #define KMEM_CACHE(__struct, __flags) kmem_cache_create(#__struct,
02         sizeof(struct __struct), __alignof__(struct __struct),
03         (__flags), NULL)

2.59 初始化頁寫回管理器

頁寫回是當頁的內容要被替換時，必須把頁的內容寫入磁碟。這個寫入的動作就叫寫回。

linux/mm/page-writeback.c
01 void __init page_writeback_init(void){
02     int shift;
03 
04     writeback_set_ratelimit();
05     register_cpu_notifier(&ratelimit_nb);
06     shift = calc_period_shift();
07     prop_descriptor_init(&vm_completions, shift);
08     prop_descriptor_init(&vm_dirties, shift);
09 }

行號	說明
04	設定頁寫回速率，避免資料滿溢，。
05	註冊速率限制通知器，。
06	計算時間間隔，。
07	完成進度描述器初始化，用於計算完成進度。
08	未更新進度描述器初始化，用於計算未完成的數量。

2.60 初始化根目錄

linux/fs/proc/proc_sysctl.c
01 void __init proc_root_init(void){
02     struct vfsmount *mnt;
03     int err;
04 
05     proc_init_inodecache();
06     err = register_filesystem(&proc_fs_type);
07     if (err) return;
08     mnt = kern_mount_data(&proc_fs_type, &init_pid_ns);
09     if (IS_ERR(mnt)) {
10         unregister_filesystem(&proc_fs_type);
11         return;
12     }
13     init_pid_ns.proc_mnt = mnt;
14     proc_symlink("mounts", NULL, "self/mounts");
15     proc_net_init();
16     proc_mkdir("sysvipc", NULL);
17     proc_mkdir("fs", NULL);
18     proc_mkdir("driver", NULL);
19     proc_mkdir("fs/nfsd", NULL);
20     proc_mkdir("openprom", NULL);
21     proc_tty_init();
22     proc_device_tree_init();
23     proc_mkdir("bus", NULL);
24     proc_sys_init();
25 }

行號	說明
05	初始化節點快取，。
06	註冊檔案系統，有錯誤就回返。
08	將資料橋接到核心檔案系統管理器，有錯誤就註銷檔案系統，並回返。
13	設定已經橋接好的檔案系統，。
14	將 self/mounts 連結到符號 mounts，。
15	連結網路系統，先將 self/net 連結到符號 net，再註冊網路子系統的初始化函式與結束函式。
16	建立目錄 sysvipc，。
17	建立目錄 driver，。
18	建立目錄 fs，。
19	建立目錄 fs/nfsd，。
20	建立目錄 openprom，。
21	初始化 tty，一種命令列使用者操作介面。
22	裝置樹初始化，。
23	建立目錄 bus，。
24	執行根系統初始化，設定根系統參數。

linux/fs/proc/proc_sysctl.c
01 int __init proc_sys_init(void){
02     struct proc_dir_entry *proc_sys_root;
03 
04     proc_sys_root = proc_mkdir("sys", NULL);
05     proc_sys_root->proc_iops = &proc_sys_dir_operations;
06     proc_sys_root->proc_fops = &proc_sys_dir_file_operations;
07     proc_sys_root->nlink = 0;
08     return 0;
09 }

行號	說明
04	建立目錄 sys，。
05	設定 inode 操作指令，。
06	設定檔案操作指令，。
07	清除 nlink ??，。

2.61 初始化控制群管理器

初始化控制群控制器，。

linux/kernel/cgroup.c
01 int __init cgroup_init(void){
01     int err;
01     int i;
01     struct hlist_head *hhead;
01 
01     err = bdi_init(&cgroup_backing_dev_info);
01     if (err) return err;
01     for (i = 0; i < CGROUP_BUILTIN_SUBSYS_COUNT; i++) {
01         struct cgroup_subsys *ss = subsys[i];
01         if (!ss->early_init)
01             cgroup_init_subsys(ss);
01         if (ss->use_id)
01             cgroup_init_idr(ss, init_css_set.subsys[ss->subsys_id]);
01     }
01     hhead = css_set_hash(init_css_set.subsys);
01     hlist_add_head(&init_css_set.hlist, hhead);
01     BUG_ON(!init_root_id(&rootnode));
01     cgroup_kobj = kobject_create_and_add("cgroup", fs_kobj);
01     if (!cgroup_kobj) {
01         err = -ENOMEM;
01         goto out;
01     }
01     err = register_filesystem(&cgroup_fs_type);
01     if (err < 0) {
01         kobject_put(cgroup_kobj);
01         goto out;
01     }
01     proc_create("cgroups", 0, NULL, &proc_cgroupstats_operations);
01 out:
01     if (err) bdi_destroy(&cgroup_backing_dev_info);
01     return err;
01 }

行號	說明
01	，。
01	，。
01	，。

2.62 初始化 CPU SET 管理器

初始化控制群控制器，。

linux/kernel/cpuset.c
01 int __init cpuset_init(void){
01     int err = 0;
01 
01     if (!alloc_cpumask_var(&top_cpuset.cpus_allowed, GFP_KERNEL)) BUG();
01     cpumask_setall(top_cpuset.cpus_allowed);
01     nodes_setall(top_cpuset.mems_allowed);
01     fmeter_init(&top_cpuset.fmeter);
01     set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &top_cpuset.flags);
01     top_cpuset.relax_domain_level = -1;
01     err = register_filesystem(&cpuset_fs_type);
01     if (err < 0) return err;
01     if (!alloc_cpumask_var(&cpus_attach, GFP_KERNEL)) BUG();
01     number_of_cpusets = 1;
01     return 0;
01 }

行號	說明
01	，。
01	，。
01	，。

2.63 行程狀態管理器早期初始化

行程狀態管理器，。

linux/kernel/taskstats.c
01 void __init taskstats_init_early(void){
01     unsigned int i;
01 
01     taskstats_cache = KMEM_CACHE(taskstats, SLAB_PANIC);
01     for_each_possible_cpu(i) {
01         INIT_LIST_HEAD(&(per_cpu(listener_array, i).list));
01         init_rwsem(&(per_cpu(listener_array, i).sem));
01     }
01 }

行號	說明
01	，。
01	，。
01	，。

2.64 初始化任務延遲紀錄器

初始化 init_task 的任務延遲記錄器，。

linux/kernel/delayacct.c
01 void delayacct_init(void){
01     delayacct_cache = KMEM_CACHE(task_delay_info, SLAB_PANIC);
01     delayacct_tsk_init(&init_task);
01 }

行號	說明
01	取得任務延遲紀錄器快取記憶體。
01	初始化任務延遲紀錄器，。
01	，。

linux/kernel/delayacct.c
01 static inline void delayacct_tsk_init(struct task_struct *tsk){
02     tsk->delays = NULL;
03     if (delayacct_on)
04         __delayacct_tsk_init(tsk);
05 }

行號	說明
01	設定任務延遲結構記憶體為空指標，表示沒有記憶體。
01	當任務延遲旗號為真，初始化任務延遲。

linux/kernel/delayacct.c
01 void __delayacct_tsk_init(struct task_struct *tsk){
02     tsk->delays = kmem_cache_zalloc(delayacct_cache, GFP_KERNEL);
03     if (tsk->delays) spin_lock_init(&tsk->delays->lock);
04 }

行號	說明
02	取得延遲記錄結構的記憶體，。
03	當記憶體取得成功，將延遲記錄結構的鎖初始化。

2.65 檢查 CPU 蟲

檢查已知的硬體蟲，檢查的部分包括 CPU、CONFIG、FPU、HLT、POPAD。這是為了確定 CPU 可以正確運作。

linux/arch/x86/kernel/cpu/bug.c
01 void __init check_bugs(void){
02     identify_boot_cpu();
03     printk(KERN_INFO "CPU: ");
04     print_cpu_info(&boot_cpu_data);
05     check_config();
06     check_fpu();
07     check_hlt();
08     check_popad();
09     init_utsname()->machine[1] = '0' + (boot_cpu_data.x86 > 6 ? 6 : boot_cpu_data.x86);
10     alternative_instructions();
11 }

行號	說明
02	確認 CPU 資訊，。
05	檢查 CPU 組態，。
06	檢查 FPU 功能有無 FDIV 蟲。
07	檢驗 HLT 指令，。
08	檢驗 POPAD 指令，。
09	設定 CPU 類型名稱，如 686 ??。
10	檢驗其它指令，。

2.66 APCI 早期初始化

ACPI 是 ADVANCE CONFIGURATION AND POWER INTERFACE 的簡稱，由 INTEL、MICROSOFT 等±同定義的電力管理系統。

linux/drivers/apci/bus.c
01 void __init acpi_early_init(void){
01     acpi_status status = AE_OK;
01 
01     if (acpi_disabled) return;
01     printk(KERN_INFO PREFIX "Core revision %08x
", ACPI_CA_VERSION);
01     if (!acpi_strict) acpi_gbl_enable_interpreter_slack = TRUE;
01     acpi_gbl_permanent_mmap = 1;
01     dmi_check_system(dsdt_dmi_table);
01     status = acpi_reallocate_root_table();
01     if (ACPI_FAILURE(status)) {
01         printk(KERN_ERR PREFIX "Unable to reallocate ACPI tables
");
01         goto error0;
01     }
01     status = acpi_initialize_subsystem();
01     if (ACPI_FAILURE(status)) {
01         printk(KERN_ERR PREFIX
01                "Unable to initialize the ACPI Interpreter
");
01         goto error0;
01     }
01     status = acpi_load_tables();
01     if (ACPI_FAILURE(status)) {
01         printk(KERN_ERR PREFIX
01                "Unable to load the System Description Tables
");
01         goto error0;
01     }
01     if (!acpi_ioapic) {
01         if (!(acpi_sci_flags & ACPI_MADT_TRIGGER_MASK)) {
01             acpi_sci_flags &= ~ACPI_MADT_TRIGGER_MASK;
01             acpi_sci_flags |= ACPI_MADT_TRIGGER_LEVEL;
01         }
01         acpi_pic_sci_set_trigger(acpi_gbl_FADT.sci_interrupt,
01                      (acpi_sci_flags & ACPI_MADT_TRIGGER_MASK) >> 2);
01     } 
01     else {
01         acpi_gbl_FADT.sci_interrupt = acpi_sci_override_gsi;
01     }
01     status = acpi_enable_subsystem(~(ACPI_NO_HARDWARE_INIT | ACPI_NO_ACPI_ENABLE));
01     if (ACPI_FAILURE(status)) {
01         printk(KERN_ERR PREFIX "Unable to enable ACPI
");
01         goto error0;
01     }
01     return;
01 error0:
01     disable_acpi();
01     return;
01 }

行號	說明
01	ACPI 除能旗號為真，表示不支援 ACPI。這個旗號可能是在 arch_setup 設定的，再查一下。
01	當 ACPI 限制其號為否，設定 APCI 全域致能旗號為真，表示 ACPI 全域有效。
01	設定 ACPI 全域永久使用 MMAP 的旗號為真，表示不使用 ACPI 自身的記憶體對映函式。
01	當 DMI 檢查失敗，將 DSDT 表複製到記憶體。
01	將 ACPI 的 ROOT TABLE 載入記憶體，。當有錯誤時，顯示錯誤訊息並回返錯誤碼。
01	ACPI 子系統初始化，初始化所有全域變數，之後再進行 ACPI 各部分的初始化。當有錯誤時，顯示錯誤訊息並回返錯誤碼。
01	從 RSDT 和 XSDT 將 ACPI 的表格群載入記憶體，。
01	當 acpi_ioapic 旗號值為否，設定中斷模式的觸發型態。
01	當 acpi_ioapic 旗號值為真，表示 acpi_gbl_FADT 已經初始化，使用 acpi_sci_override_gsi 為中斷模式的觸發型態。
01	設定 ACPI 子系統，。當有錯誤時，顯示錯誤訊息並回返錯誤碼。
01	錯誤處理程序，除能 ACPI 模組。

2.67 簡單韌體介面晚期初始化

SFI 是 SIMPLE FIRMWARE INTERFACE 的簡稱，意思是簡單韌體介面。

linux/drivers/sfi/sfi-core.c
01 void __init sfi_init_late(void){
02     int length;
03 
04     if (sfi_disabled) return;
05     length = syst_va->header.len;
06     sfi_unmap_memory(syst_va, sizeof(struct sfi_table_simple));
07     sfi_use_ioremap = 1;
08     syst_va = sfi_map_memory(syst_pa, length);
09     sfi_acpi_init();
10 }

行號	說明
04	簡單韌體介面除能旗號為真，表示不支援 SFI，函式回返。
05	取得 SFI 的 syst_va 檔頭長度，。
06	將 syst_va 從記憶體對映表中去¤，這是為了重新對映。
07	設定 sfi_use_ioremap 旗號，表示要重新對映記憶體。
08	呼叫 SFI 記憶體對映函式，將 syst_pa 對映到快取記憶體，這是因為 sfi_use_ioremap 已被設定為真。
09	解析 SFI 的 ACPI 資料，並建立 SFI 的 ACPI 資料表。這都是在 SFI 程式庫，沒有呼叫 ACPI 函式庫，應該是建立準備要用於 ACPI 的資料結構。

2.67 初始化功能追蹤模組

FTRACE，即 FUNCTION TRACE，功能追蹤模組。初始化功能追蹤模組。

linux/kernel/trace/ftrace.c
01 void __init ftrace_init(void){
02     unsigned long count, addr, flags;
03     int ret;
04 
05     addr = (unsigned long)ftrace_stub;
06     local_irq_save(flags);
07     ftrace_dyn_arch_init(&addr);
08     local_irq_restore(flags);
09     if (addr) goto failed;
10     count = __stop_mcount_loc - __start_mcount_loc;
11     ret = ftrace_dyn_table_alloc(count);
12     if (ret) goto failed;
13     last_ftrace_enabled = ftrace_enabled = 1;
14     ret = ftrace_process_locs(NULL,__start_mcount_loc,__stop_mcount_loc);
15     ret = register_module_notifier(&ftrace_module_nb);
16     if (ret) pr_warning("Failed to register trace ftrace module notifier
");
17     set_ftrace_early_filters();
18     return;
19  failed:
20     ftrace_disabled = 1;
21 }

行號	說明
05	取得功能追蹤模組的起始程式的位址，。
06	保存目前 CPU 旗號值，並關閉中斷。
07	架構相關的功能追蹤模組初始化，將起始程式位址清除為 0，裝肖ㄟ。
08	回存 CPU 旗號值，中斷開始與否由旗號值決定。
09	如果起始程式位址不是 0，執行錯誤處理程序。看來作者是執意要將 addr 清除為 0，那又何必取得起始位址呢?
10	取得 __mcount_loc 的內容長度，應該是 0，因為 __mcount_loc 沒有被連結進來。參考 linux/include/asm-generic/vmlinux.lds.h。
11~12	取得功能追蹤動態表格的記憶體。記憶體取得失敗就回返。
13	設定功能追蹤模組的致能旗號為一，。
14	取得 __mcount_loc 內的所有函式位址，並存放到模組資料結構。
15	註冊功能追蹤模組的通知器到核心通知器管理器。
17	設定功能追蹤模組的初期過濾器，包括過濾器與不追蹤器。
19	錯誤處理程序標籤，。
20	設定功能追蹤模組除能旗號為真，表示不啟動功能追蹤模組。

2.68 剩餘初始化

可能是因為這一部分必須啟動核心行程，所以作者將它和其他程式分開。主要有兩個核心行程，核心初始化行程和核心行程建立行程。

linux/drivers/trace/ftrace.c
01 static noinline void __init_refok rest_init(void){
02     int pid;
03 
04     rcu_scheduler_starting();
05     kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND);
06     numa_default_policy();
07     pid = kernel_thread(kthreadd, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES);
08     rcu_read_lock();
09     kthreadd_task = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns);
10     rcu_read_unlock();
11     complete(&kthreadd_done);
12     init_idle_bootup_task(current);
13     preempt_enable_no_resched();
14     schedule();
15     preempt_disable();
16     cpu_idle();
17 }

CPU 閒置，同時先佔式多工除能。所以完成工作後，這個初始化任務會變成閒置任務。

行號	說明
04	起動 RCU 排程器。RCU 是 READ-COPY UPDATE。
05	建立核心行程，核心初始化行程。
06	設定 NUMA 記憶體使用策略，這是一個空函式。
07	建立核心行程，核心行程建立行程，此行程負責將行程啟動串列上的行程加入行程執行行列。
08	使用 RCU 讀取鎖。
09	使用 PID 和 NS 取得任務結構位址，這必須在 RCU 讀取所是致能的情況下執行。
10	釋放 RCU 讀取鎖，。
11	通知 kthreadd 的第一個等待任務此一完成訊息。
12	設定閒置啟動行程排程狀態為閒置排程類別，表示要切換此行程到別的行程，好讓別的行程可以動作一下。別的行程包括 kernel_init 和 kthreadd。
13	致能先佔式多工而尚未執行過的行程 ??，。
14	執行排程器，切換行程。
15	行程輪回來後，除能先佔式多工。
16

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原文地址：https://www.cnblogs.com/sky-heaven/p/14005432.html

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