第4阶段——制作根文件系统之分析init_post()如何启动第1个程序(1)

本章学习如何启动第一个应用程序

1.在前面的分析中我们了解到，在init进程中内核挂接到根文件系统之后，会开始启动第一个应用程序:

kernel_init函数代码如下:

static int __init kernel_init(void * unused)    //进入init进程                                  
{    
   prepare_namespace()  //挂载根文件系统
   {
     ... ...      / /通过解析出来的命令行参数” root=/dev/mtdblock3”来挂接根文件系统 mount_root();   //开始挂载
   }

   init_post();           //启动应用程序     
}
}

2.接下来开始分析init_post()如何启动应用程序的,代码如下:

static int noinline init_post(void)
{
  /*内核已经初始化完成,所以清除__init_begin段到__init_end段之间的数据*/
       free_initmem();
       unlock_kernel();
       mark_rodata_ro();
       system_state = SYSTEM_RUNNING;
       numa_default_policy(); 

/*  打开dev/console控制台设备(串口0),使用户能输入信息, /dev/console即成为kernel_init进程的标准输入源（文件描述符0）,
   打开失败则打印Warning: unable to open an initial console.
   */
       if (sys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)
              printk(KERN_WARNING "Warning: unable to open an initial console.
");

当我们删除根文件系统的内容再启动内核，发现串口就会打印上面的字符串,如下图:

会显示打开dev/console失败，是因为根文件系统还是在root=/dev/mtdblock3, 所以能挂载根文件系统,我们擦除了mtd3内容,也就是dev里面的内容,所以无法打开console控制台。 

接下来继续分析init_post():

/*调用dup打开/dev/console文件描述符两次, 该控制台设备就也可以供标准输出和标准错误使用（文件描述符1和2），
kernel_init进程现在就拥有3个文件描述符--标准输入、标准输出以及标准错误。*/
    (void) sys_dup(0);
    (void) sys_dup(0);
   
  if (ramdisk_execute_command) {       //若 ramdisk_execute_command为0,不运行它
         run_init_process(ramdisk_execute_command);  
         printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s
",
          ramdisk_execute_command); }

搜索上面ramdisk_execute_command,发现它是一个char型全局数组,找到它被用在init_setup()中,代码如下:

static int __init rdinit_setup(char *str)
{
         unsigned int i;
  
   /* 使ramdisk_execute_command数组等于str  *、
         ramdisk_execute_command = str;     

         /* See "auto" comment in init_setup */
         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
                   argv_init[i] = NULL;
         return 1;
}

__setup("rdinit=", rdinit_setup);

发现上面__setup和我们上节分析的挂载根文件系统的__setup都是一样的

它是匹配命令行中以” rdinit=”开头的字符串,由于我们uboot的命令行参数中没有”rdint=”，所以ramdisk_execute_command=0,不执行if判断

接下来继续分析init_post():

if (execute_command) {   // execute_command不为0, 运行它

/* run_init_process 运行目标程序成功后会一直死循环*/          
run_init_process(execute_command);  

/*run_init_process运行失败退出后,打印Failed to execute /linuxrc.  Attempting defaults...  */
              printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s.  Attempting "
                                   "defaults...
", execute_command);
                      }

搜索上面execute_command,发现它是一个char型全局数组,找到它被用在init_setup()中,代码如下:

static int __init init_setup(char *str)
{
       unsigned int i;
 
     /*execute_command =str*/
       execute_command = str;     
       for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
        argv_init[i] = NULL;
       return 1;
}
__setup("init=", init_setup);

发现上面__setup和我们上节分析的挂载根文件系统的__setup都是一样的

显然这里就是用来匹配命令行中以” init=”开头的字符串，然后再将命令行参数bootargs中的” init=/linuxrc”中的” /linuxrc”放在execute_command数组中.

(init=/linuxrc:指定内核启动后运行的第一个脚本是当前目录下linuxrc脚本)     

最终__setup("init=", init_setup)宏= { __setup_str_ root_dev_setup[], root_dev_setup , 0 };

然后放在.init.setup段中,在内核启动后进入start_kernel()函数中使用这个宏，并将” /linuxrc”放在execute_command数组中.

当文件系统被擦除后,就会运行linuxrc应用程序失败,打印执行linuxrc失败,如下图:

 

接下来继续分析init_post():

/*运行应用程序失败后,从下面3个地方查找可能出现 init应用程序的所有地方*/
       run_init_process("/sbin/init");
       run_init_process("/etc/init");
       run_init_process("/bin/init");

 

/*试图建立/bin/sh 来代替应用程序 */
       run_init_process("/bin/sh");


  /*如上图所示，当前面的所有情况都失败时，调用panic。这样内核就会试图同步磁盘，确保其状态一致。
     如果超过了内核选项中定义的时间，它也可能会重新启动机器。*/
       panic("No init found.  Try passing init= option to kernel.");

}

在这里init_post函数就分析完毕了.

3.当在内核中,能输入数据时,表示根文件系统的应用程序启动完毕

比如输入ps查看进程，如下图，(ps-process status)

 

接下来开始分析init进程，知道命令是怎么来的