初始化0號進程

arch/x86/kernel/head_32.S的336行，進入分頁後的核心程式碼片段，執行lss stack_start,%esp指令，立即為進程0建立核心態堆棧。stack_start定義在657行：

657 ENTRY(stack_start)

658        .long init_thread_union+THREAD_SIZE

659        .long __BOOT_DS

 

我們看到核心態堆棧由init_thread_union表示，其在include/linux/sched.h中被定義成一個全域變數：

extern union thread_union init_thread_union;

union thread_union {

       struct thread_info thread_info;

       unsigned long stack[THREAD_SIZE/sizeof(long)];

};

 

#define THREAD_SIZE        (PAGE_SIZE << THREAD_ORDER)

 

由於PAGE_SIZE是4096，THREAD_ORDER在32位x86體系中是1，所以THREAD_SIZE的值為8k。所以這個thread_union的大小也為8k。關於核心棧的詳細內容請參考部落格“進程相關的資料結構” .

 

那麼，對於一個進程，最重要的是什麼呢？兩個東西，一個是thread_info，另一個就是著名的task_struct。這個0號進程的thread_info，我們已經看到了，是在init_thread_union中。那麼這個task_struct又在哪兒呢？看到arch/x86/kernel/init_task.c：

23 union thread_union init_thread_union __init_task_data =

  24        { INIT_THREAD_INFO(init_task) };

 

紮眼一看，很奇怪，怎麼多了個__init_task_data？別緊張，其實，它只是一個宏，不是什麼變了，來自include/linux/init_task.h的186行：

#define __init_task_data __attribute__((__section__(".data.init_task")))

 

那麼，上面的內容就展開成了：

union thread_union init_thread_union __attribute__((__section__(".data.init_task"))) =

{ INIT_THREAD_INFO(init_task) };

 

這是一條指派陳述式，對聯合體init_thread_union賦初始值。暈了吧，c語言的功底是多麼重要啊，通過核心的學習，你也學會了如何對聯合體賦初值並且把資料放進指定的資料區段.data.init_task了吧。

 

繼續，具體到如何賦值呢？先講講init_task這個全域變數，定義在arch/x86/kernel/init_task.c的第31行：

struct task_struct init_task = INIT_TASK(init_task);

 

這不，0號進程的task_struct出現了，就是init_task。在對init_thread_union賦初值的時候，同時也通過調用INIT_TASK宏對init_task賦初值：

 

110#define INIT_TASK(tsk)  /  111{                                                                       /  112        .state          = 0,                                            /  113        .stack          = &init_thread_info,                            /  114        .usage          = ATOMIC_INIT(2),                               /  115        .flags          = PF_KTHREAD,                                   /  116        .lock_depth     = -1,                                           /  117        .prio           = MAX_PRIO-20,                                  /  118        .static_prio    = MAX_PRIO-20,                                  /  119        .normal_prio    = MAX_PRIO-20,                                  /  120        .policy         = SCHED_NORMAL,                                 /  121        .cpus_allowed   = CPU_MASK_ALL,                                 /  122        .mm             = NULL,                                         /  123        .active_mm      = &init_mm,                                     /  124        .se             = {                                             /  125                .group_node     = LIST_HEAD_INIT(tsk.se.group_node),    /  126        },                                                              /  127        .rt             = {                                             /  128                .run_list       = LIST_HEAD_INIT(tsk.rt.run_list),      /  129                .time_slice     = HZ,                                   /  130                .nr_cpus_allowed = NR_CPUS,                             /  131        },                                                              /  132        .tasks          = LIST_HEAD_INIT(tsk.tasks),                    /  133        .pushable_tasks = PLIST_NODE_INIT(tsk.pushable_tasks, MAX_PRIO), /  134        .ptraced        = LIST_HEAD_INIT(tsk.ptraced),                  /  135        .ptrace_entry   = LIST_HEAD_INIT(tsk.ptrace_entry),             /  136        .real_parent    = &tsk,                                         /  137        .parent         = &tsk,                                         /  138        .children       = LIST_HEAD_INIT(tsk.children),                 /  139        .sibling        = LIST_HEAD_INIT(tsk.sibling),                  /  140        .group_leader   = &tsk,                                         /  141        .real_cred      = &init_cred,                                   /  142        .cred           = &init_cred,                                   /  143        .cred_guard_mutex =                                             /  144                 __MUTEX_INITIALIZER(tsk.cred_guard_mutex),             /  145        .comm           = "swapper",                                    /  146        .thread         = INIT_THREAD,                                  /  147        .fs             = &init_fs,                                     /  148        .files          = &init_files,                                  /  149        .signal         = &init_signals,                                /  150        .sighand        = &init_sighand,                                /  151        .nsproxy        = &init_nsproxy,                                /  152        .pending        = {                                             /  153                .list = LIST_HEAD_INIT(tsk.pending.list),               /  154                .signal = {{0}}},                                       /  155        .blocked        = {{0}},                                        /  156        .alloc_lock     = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(tsk.alloc_lock),         /  157        .journal_info   = NULL,                                         /  158        .cpu_timers     = INIT_CPU_TIMERS(tsk.cpu_timers),              /  159        .fs_excl        = ATOMIC_INIT(0),                               /  160        .pi_lock        = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(tsk.pi_lock),        /  161        .timer_slack_ns = 50000, /* 50 usec default slack */            /  162        .pids = {                                                       /  163                [PIDTYPE_PID]  = INIT_PID_LINK(PIDTYPE_PID),            /  164                [PIDTYPE_PGID] = INIT_PID_LINK(PIDTYPE_PGID),           /  165                [PIDTYPE_SID]  = INIT_PID_LINK(PIDTYPE_SID),            /  166        },                                                              /  167        .dirties = INIT_PROP_LOCAL_SINGLE(dirties),                     /  168        INIT_IDS                                                        /  169        INIT_PERF_EVENTS(tsk)                                           /  170        INIT_TRACE_IRQFLAGS                                          /  171        INIT_LOCKDEP                                                 /  172        INIT_FTRACE_GRAPH                                          /  173        INIT_TRACE_RECURSION                                       /  174        INIT_TASK_RCU_PREEMPT(tsk)                                 /  175}

 

至於task_struct的詳細介紹，請查看部落格“進程相關的資料結構”，這裡只挑幾個重要的來說說。0號進程的stack就是剛才init_thread_info的地址；parent是他自己；thread是INIT_THREAD。還有一些是常量，如init_fs。等我們用到了再回過來看它。

 

現在，0號進程task_struct有了，下面就該來講講INIT_THREAD_INFO宏了，在arch/x86/include/asm/thread_info.h：

 

46#define INIT_THREAD_INFO(tsk)                   /   47{                                               /   48        .task           = &tsk,                 /   49        .exec_domain    = &default_exec_domain, /   50        .flags          = 0,                    /   51        .cpu            = 0,                    /   52        .preempt_count  = INIT_PREEMPT_COUNT,   /   53        .addr_limit     = KERNEL_DS,            /   54        .restart_block = {                      /   55                .fn = do_no_restart_syscall,    /   56        },                                      /   57}

 

執行完這個宏以後，init_thread_union就被初始化成以上內容了，至此，0號進程的task_struct和thread_info就初始化完畢了。注意，這個初始化不是在head_32.S中初始化的。大家也看到了，上面的內容都是在編譯的時候作為一個資料全域資料被初始化的，並且把他們放在.data.init_task資料區段中。head_32.S中只是將esp指標指向這個已經被初始化了的init_thread_union以上8k作為棧頂，並向下移動（回憶一下c程式的特點，並參考“進程相關的資料結構”中那個圖）。