路基填料不得使用的土:6.2　内核的最后引导过程

代码清单6-2　main.c中的最后引导过程

...  
  if (execute_command) {  
           run_init_process(execute_command);  
           printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s.  Attempting "  
                                 "defaults...\n", execute_command);  
  }  
 
  run_init_process("/sbin/init");  
  run_init_process("/etc/init");  
  run_init_process("/bin/init");  
  run_init_process("/bin/sh");  
 
  panic("No init found.  Try passing init= option to kernel."); 

在引导的最后阶段，内核会产生一个名为init的内核线程，代码清单6-2正是该内核线程执行的最后一系列事件。其中，run_init_ process()是一个小巧的execve()函数的包装器 ，后者是一个系统调用，其行为相当有趣。如果在该函数调用过程没有发生错误，execve()就不会返回。调用（该函数的）线程执行所在的内存空间由被调用程序的内存映像覆写（overwrite）。实际上，被调用程序会直接取代调用线程，包括继承其进程ID（PID）。

在Linux内核开发过程中，这样的初始化流程模式保持了很长时间。其实，1.0版本的Linux包含一个类似的模式，本质上，这是用户空间 处理过程的开始。正如代码清单6-2所示，除非Linux内核成功执行了四个程序中的一个，否则内核即告停止（halt），同时显示传入panic()系统调用的信息。如果你从事嵌入式开发已经有了一段时间，特别是有过根文件系统上的开发经验，就会非常熟悉上面的内核panic()及其产生的信息！在Google上搜索panic()产生的错误信息，你会看到关于该问题一页又一页的FAQ。当你掌握了本章的内容之后，就会成为擅长处理这个常见问题的专家。

注意这些程序的一个关键点：它们都必须位于根文件系统中的特定位置，其结构与代码清单6-1相仿。因此，我们至少要满足Linux内核对于init程序的要求，也即init程序在其环境中是可执行的。

在绝大部分Linux系统中，内核在启动过程中会执行/sbin/init，这也正是代码清单6-2中首先尝试执行/sbin/init的原因。实际上，这也成了用户空间下第一个要运行的程序，可以回顾下面的引导次序：

(1) 挂载根文件系统；

(2) 创建第一个用户空间下的程序，这里即是init。

简单地将一个init这样的可执行程序添加到用户文件系统中并期望系统引导正常，还远远不够。对于添加到根文件系统的每一个程序，你还必须满足该程序的依赖。绝大部分程序有两种依赖：解析动态链接可执行程序的未定参考（unresolved reference）所需的文件（库）；以及应用程序可能需要的外部配置文件或数据文件。对于前者，我们可以用一个工具找出相关文件；而对于后者，只能通过大致了解出现问题的应用程序进行确认。

举个例子有助于理解上述内容。init进程是一个动态链接的可执行程序。要运行init进程，我们需要提供它依赖的相关库，为此专门开发了一个工具：ldd。要明确一个给定程序依赖哪些库，只需对这个二进制文件直接执行交叉版本的ldd命令：

$ ppc_4xxFP-ldd init  
       libc.so.6 => /opt/eldk/ppc_4xxFP/lib/libc.so.6  
       ld.so.1 => /opt/eldk/ppc_4xxFP/lib/ld.so.1  
$ 

从这个ldd命令输出可以看到，例子中的PowerPC init可执行文件依赖于两个库，即C标准库（libc.so.6）和Linux动态加载器（ld.so.1）。

要满足可执行文件的第二种依赖，即它可能需要的配置文件和数据文件，需要知道这个子系统是如何工作的。举个例子，init进程要从/etc目录下一个称为inittab的数据文件中读取运行配置，除非你使用的是内置了这些信息的工具，例如6.1.6节描述的那些工具，否则就必须自行提供这些信息。

6.2.3　定制初始化程序

值得注意的是，对于启动过程中所执行的初始化程序，开发人员是可以控制的，其实现方法就是通过使用内核命令行参数。由代码清单6-2中对panic()函数调用所用到的字符串信息可以得到一些提示，下面的命令可能就是开发人员指定init进程时会用到的：

console=ttyS0,115200 ip=bootp root=/dev/nfs init=/sbin/myinit