freebsd9.2-init进程-被调度运行后

71v5

1号进程被调度运行后，开始执行fork_trampoline函数：

1. ******************************* 内核栈顶部 高地址方向
   
2. *                             *
   
3. *   struct pcb对象            *
   
4. *                             *
   
5. *                             *
   
6. ******************************* <--struct thread的td_pcb成员指向这里
   
7. *                             *
   
8. *   16bytes for vm            *
   
9. ******************************* <--- 当切换进程时，TSS的esp0成员指向这里，内核栈的栈顶                     
   
10. *                             *
    
11. *                             *
    
12. *                             *
    
13. *  struct trapframe 对象      * <-陷入内核时，由CPU控制单元和汇编指令等压入，通过td_frame成员访问
    
14. *                             *
    
15. *******************************  调用fork_trampoline函数时，esp指向这里                       
    
16. *    esp                      *   pushl        %esp
    
17. *******************************
    
18. *    NULL                     *   pushl        %ebx
    
19. *******************************                             
    
20. *    start_init函数地址       *   pushl        %esi               
    
21. *******************************                             
    
22. *  fork_exit返回地址          *
    
23. ******************************* 执行call  fork_exit时，esp指向这里                             
    
24. *                             *
    
25. *                             *
    
26. *                             *
    
27. *                             *
    
28. *                             *
    
29. *                             *
    
30. *                             *
    
31. *                             *
    
32. *                             *
    
33. *                             *
    
34. *                             *
    
35. *                             *  
    
36. *                             *
    
37. *                             *
    
38. *******************************------ 内核栈底部 低地址方向----
    
39. 
    
40. 
    
41. 
    
42. 
    
43. 
    
44. /* 276-279：之间的代码执行完后，内核栈如上所示 */
    
45. 
    
46.    275        ENTRY(fork_trampoline)
    
47.    276                pushl        %esp                        /* trapframe pointer */
    
48.    277                pushl        %ebx                        /* arg1 */
    
49.    278                pushl        %esi                        /* function */
    
50.    279                call        fork_exit
    
51.    280                addl        $12,%esp
    
52.    281                /* cut from syscall */
    
53.    282       
    
54.    283                /*
    
55.    284                 * Return via doreti to handle ASTs.
    
56.    285                 */
    
57.    286                MEXITCOUNT
    
58.    287                jmp        doreti

复制代码

fork_exit函数将会调用start_init函数。
假设thread1指向进程1对应的struct thread对象。
假设proc1指向进程1对应的struct proc对象。

1.    682        /*
   
2.    683         * Start the initial user process; try exec'ing each pathname in init_path.
   
3.    684         * The program is invoked with one argument containing the boot flags.
   
4.    685         */
   
5.    686        static void
   
6.    687        start_init(void *dummy)
   
7.    688        {
   
8. /**************************************************************
   
9. * addr: 函数vm_map_find在进程地址空间中查找一段特定大小的线
   
10.          性地址区间，addr就保存了这段地址区间的起始地址,这段
    
11.          线性地址区间座位init进程的用户栈。
    
12.    args：传递给execve函数的参数
    
13.    options：标识是否传递选项给init程序，形如-cfd等
    
14.    692-693：start_init函数定义的局部变量
    
15. ******************************/
    
16.    689                vm_offset_t addr;
    
17.    690                struct execve_args args;
    
18.    691                int options, error;
    
19.    692                char *var, *path, *next, *s;
    
20.    693                char *ucp, **uap, *arg0, *arg1;
    
21.    694                struct thread *td;
    
22.    695                struct proc *p;
    
23.    696       
    
24.    697                mtx_lock(&Giant);
    
25.    698       
    
26.    699                GIANT_REQUIRED;
    
27.    700                
    
28. /****************************************************
    
29. * 701-702：
    
30.    因为此时是进程1在运行，所以td指向thread1，p指向
    
31.    proc1
    
32. *******************************/
    
33.    701                td = curthread;
    
34.    702                p = td->td_proc;
    
35.    703                
    
36. /***************************************
    
37. * 704：
    
38.    函数vfs_mountroot挂载根文件系统
    
39. *******************/
    
40.    704                vfs_mountroot();
    
41.    705       
    
42.    706               
    
43.    707
    
44. /*************************************************************************************
    
45. * Need just enough stack to hold the faked-up "execve()" arguments.
    
46. 
    
47.    struct vmspace数据对象用来描述进程的地址空间，该对象包含下面的成员：
    
48. 
    
49.    
    
50.                      
    
51.    caddr_t vm_maxsaddr; //vm_maxsaddr以上的地址区间已经被分配
    
52.    segsz_t vm_ssize;  //stack size (pages) 当前栈的大小
    
53. 
    
54.    因为此时还没有调用execve函数，所以proc1的p_sysent成员从proc0中继承，
    
55.    proc0中p_sysent成员被静态初始化为null_sysvec.
    
56.    .sv_usrstack        = USRSTACK，即为0xBFC00000
    
57.    #define VADDR(pdi, pti) ((vm_offset_t)(((pdi)<<PDRSHIFT)|((pti)<<PAGE_SHIFT)))
    
58.    #define VM_MAXUSER_ADDRESS        VADDR(PTDPTDI, 0)
    
59.    #define        SHAREDPAGE                (VM_MAXUSER_ADDRESS - PAGE_SIZE)
    
60.    #define        USRSTACK                SHAREDPAGE
    
61. 
    
62.    709-712：
    
63.    addr设置为0xBFC00000 - PAGE_SIZE。
    
64.    调用函数vm_map_find在进程1的线性地址区间中获取一段大小为PAGE_SIZE的地址区间，
    
65.    这段地址区间的起始地址已经被指定为addr，这个段地址区间用来映射进程的1的用户栈。
    
66. 
    
67.    713-714：更新vm_maxsaddr和vm_ssize成员。
    
68. *****************************************/
    
69.    708                 
    
70.    709                addr = p->p_sysent->sv_usrstack - PAGE_SIZE;
    
71.    710                if (vm_map_find(&p->p_vmspace->vm_map, NULL, 0, &addr, PAGE_SIZE,
    
72.    711                                FALSE, VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, 0) != 0)
    
73.    712                        panic("init: couldn't allocate argument space");
    
74.    713                p->p_vmspace->vm_maxsaddr = (caddr_t)addr;
    
75.    714                p->p_vmspace->vm_ssize = 1;
    
76.    715                
    
77. /***********************************************************************************
    
78. * 716-719:
    
79.    init_path在/usr/src/sys/kern/init_main.c被定义为下面的数组：                  
    
80.    List of paths to try when searching for "init".
    
81. 
    
82.    INIT_PATH=/sbin/init:/stand/sysinstall
    
83.    
    
84.    static char init_path[MAXPATHLEN] =
    
85.    #ifdef  INIT_PATH
    
86.            __XSTRING(INIT_PATH);
    
87.    #else
    
88.      "/sbin/init:/sbin/oinit:/sbin/init.bak:/rescue/init:/stand/sysinstall";
    
89.    #endif
    
90.    init_path标识了用户级初始化程序init所在的目录。
    
91. 
    
92.    获取init程序所在的目录，函数首先确定"init_path"环境变量的值
    
93.    是否有效，如果有效就使用getenv的返回值。
    
94. 
    
95.     所以，init_path或者使用系统静态定义的值，或者使用"init_path"环境变量对应的值.
    
96. 
    
97.     这里假设init_path数组。
    
98. *************************************************/
    
99.    716                if ((var = getenv("init_path")) != NULL) {
    
100.    717                        strlcpy(init_path, var, sizeof(init_path));
     
101.    718                        freeenv(var);
     
102.    719                }
     
103.    720               
     
104. /******************************************************************************
     
105. * 721-796：
     
106.    init程序所在的路径是一个字符串，由':'分隔，for循环每次处理其中的一个字符串
     
107.    假设init_path指向下面的字符串：
     
108.    "/sbin/init:/sbin/oinit:/sbin/init.bak:/rescue/init:/stand/sysinstall"。
     
109.    第一次循环:
     
110.            path指向"/sbin/init"的起始位置。
     
111.            next指向第一个':'字符所在的位置。
     
112.    第二次循环：
     
113.            path指向next+1的位置，即"/sbin/oinit"的起始位置。
     
114.            next指向第二个':'字符所在的位置。
     
115.    依次类推。
     
116.    722-723：跳过前导字符':'。
     
117.    724-725: 如果path为空，就跳出。
     
118.    726-727：确定':'的位置，即next将指向字符':'
     
119. *********************************************/
     
120.    721                for (path = init_path; *path != '\0'; path = next) {
     
121.    722                        while (*path == ':')
     
122.    723                                path++;
     
123.    724                        if (*path == '\0')
     
124.    725                                break;
     
125.    726                        for (next = path; *next != '\0' && *next != ':'; next++)
     
126.    727                                /* nothing */ ;
     
127.    728                        if (bootverbose)
     
128.    729                                printf("start_init: trying %.*s\n", (int)(next - path),
     
129.    730                                    path);
     
130.    731                               
     
131. /***********************************************************
     
132. * Move out the boot flag argument.
     
133.    #define RB_SINGLE  0x002  reboot to single user only
     
134.    735-765：
     
135.    735：options变量标识了进程1是否使用选项参数(形如-cs等)
     
136.         ，如果使用选项，就将该变量设置为1
     
137.    737：标识选项参数字符串的结束位置
     
138.    738-757：
     
139.    根据传递给内核的启动参数，确定init程序的选项参数，
     
140.    并将这些选项参数压入到进程1的栈顶，即把-cs等选项
     
141.    压入到进程1的用户栈栈顶，arg1指向选项的起始位置
     
142. ******************************************/
     
143.    735                        options = 0;
     
144.    736                        ucp = (char *)p->p_sysent->sv_usrstack;
     
145.    737                        (void)subyte(--ucp, 0);                /* trailing zero */
     
146.    738                        if (boothowto & RB_SINGLE) {
     
147.    739                                (void)subyte(--ucp, 's');
     
148.    740                                options = 1;
     
149.    741                        }
     
150.    742        #ifdef notyet
     
151.    743                        if (boothowto & RB_FASTBOOT) {
     
152.    744                                (void)subyte(--ucp, 'f');
     
153.    745                                options = 1;
     
154.    746                        }
     
155.    747        #endif
     
156.    748       
     
157.    749        #ifdef BOOTCDROM
     
158.    750                        (void)subyte(--ucp, 'C');
     
159.    751                        options = 1;
     
160.    752        #endif
     
161.    753       
     
162.    754                        if (options == 0)
     
163.    755                                (void)subyte(--ucp, '-');
     
164.    756                        (void)subyte(--ucp, '-');                /* leading hyphen */
     
165.    757                        arg1 = ucp;
     
166.    758       
     
167. /****************************************************
     
168. * Move out the file name (also arg 0).
     
169.    761-765：
     
170.    将init程序的全路径名字符串压入进程1的用户栈，即
     
171.    "/sbin/init"等等。
     
172.     arg0指向路径名的起始位置
     
173. *******************/
     
174.    761                         
     
175.    762                        (void)subyte(--ucp, 0);
     
176.    763                        for (s = next - 1; s >= path; s--)
     
177.    764                                (void)subyte(--ucp, *s);
     
178.    765                        arg0 = ucp;
     
179.    766
     
180. /**********************************************
     
181. * Move out the arg pointers.
     
182.    770-773：
     
183.    继续操作进程1的用户栈，将'\0'，arg1，arg0
     
184.    压入进程1的用户栈   
     
185. *****************/
     
186.    770                        uap = (char **)((intptr_t)ucp & ~(sizeof(intptr_t)-1));
     
187.    771                        (void)suword((caddr_t)--uap, (long)0);        /* terminator */
     
188.    772                        (void)suword((caddr_t)--uap, (long)(intptr_t)arg1);
     
189.    773                        (void)suword((caddr_t)--uap, (long)(intptr_t)arg0);
     
190.    774       
     
191.    775                       
     
192.    776
     
193. /**********************************************
     
194. * Point at the arguments.
     
195.    778-780:
     
196.    初始化传递给execve函数的struct execve_args
     
197.    对象
     
198. ***********************************/
     
199.    777                         
     
200.    778                        args.fname = arg0;
     
201.    779                        args.argv = uap;
     
202.    780                        args.envv = NULL;
     
203.    781       
     
204.    782                       
     
205.    783
     
206.    784
     
207.    785
     
208.    786
     
209.    787
     
210. /************************************************************
     
211. * Now try to exec the program.  If can't for any reason
     
212. * other than it doesn't exist, complain.
     
213. *
     
214. * Otherwise, return via fork_trampoline() all the way
     
215. * to user mode as init!
     
216.    现在尝试调用函数execve，如果执行成功，那么当进程1返回
     
217.    到用户态时，将执行init程序，init程序将派生出其他所有
     
218.    的用户级进程，比如启动shell等等。
     
219.    如果sys_execve执行成功，就不会返回，后续全部工作由init程序
     
220.    接管。
     
221. ************************/
     
222.    788                       
     
223.    789                        if ((error = sys_execve(td, &args)) == 0) {
     
224.    790                                mtx_unlock(&Giant);
     
225.    791                                return;
     
226.    792                        }
     
227.    793                        if (error != ENOENT)
     
228.    794                                printf("exec %.*s: error %d\n", (int)(next - path),
     
229.    795                                    path, error);
     
230.    796                }
     
231.    797                printf("init: not found in path %s\n", init_path);
     
232.    798                panic("no init");
     
233.    799        }
     
234. 
     

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ahocat

这些文章为什么不放到博客上？集中起来容易让大家找。

71v5

回复 2# ahocat


没有玩博客的习惯啊，有机会搬过去