Какая функция ядра Linux создает «процесс 0»?

На самом деле мы запускаем ядро ​​Linux с start_kernel, а процесс 0/idle также начинается здесь.

В начале start_kernel мы вызываем set_task_stack_end_magic(&init_stack). Эта функция установит границу стека init_task, который является процессом 0/idle.

void set_task_stack_end_magic(struct task_struct *tsk)
{
    unsigned long *stackend;

    stackend = end_of_stack(tsk);
    *stackend = STACK_END_MAGIC;    /* for overflow detection */
}

Легко понять, что эта функция получает адрес ограничения и устанавливает нижний предел в STACK_END_MAGIC в качестве флага переполнения стека. Вот график структуры.

The process 0 is statically defined . This is the only process that is not created by kernel_thread nor fork.

/*
 * Set up the first task table, touch at your own risk!. Base=0,
 * limit=0x1fffff (=2MB)
 */
struct task_struct init_task
#ifdef CONFIG_ARCH_TASK_STRUCT_ON_STACK
    __init_task_data
#endif
= {
#ifdef CONFIG_THREAD_INFO_IN_TASK
    .thread_info    = INIT_THREAD_INFO(init_task),
    .stack_refcount = REFCOUNT_INIT(1),
#endif
    .state      = 0,
    .stack      = init_stack,
    .usage      = REFCOUNT_INIT(2),
    .flags      = PF_KTHREAD,
    .prio       = MAX_PRIO - 20,
    .static_prio    = MAX_PRIO - 20,
    .normal_prio    = MAX_PRIO - 20,
    .policy     = SCHED_NORMAL,
    .cpus_ptr   = &init_task.cpus_mask,
    .cpus_mask  = CPU_MASK_ALL,
    .nr_cpus_allowed= NR_CPUS,
    .mm     = NULL,
    .active_mm  = &init_mm,
    ......
    .thread_pid = &init_struct_pid,
    .thread_group   = LIST_HEAD_INIT(init_task.thread_group),
    .thread_node    = LIST_HEAD_INIT(init_signals.thread_head),
    ......
};
EXPORT_SYMBOL(init_task);

Вот несколько важных вещей, которые нам нужно сделать, чтобы сделать это ясно.

1. INIT_THREAD_INFO(init_task) устанавливает thread_info как на графике выше.
2. init_stack определяется, как показано ниже

extern unsigned long init_stack[THREAD_SIZE / sizeof(unsigned long)];

где THREAD_SIZE равно

#ifdef CONFIG_KASAN
#define KASAN_STACK_ORDER 1
#else
#define KASAN_STACK_ORDER 0
#endif
#define THREAD_SIZE_ORDER   (2 + KASAN_STACK_ORDER)
#define THREAD_SIZE  (PAGE_SIZE << THREAD_SIZE_ORDER)

поэтому размер по умолчанию определен.

3. Процесс 0 будет работать только в пространстве ядра, но в некоторых случаях, как я упоминал выше, ему требуется пространство виртуальной памяти, поэтому мы устанавливаем следующее

    .mm     = NULL,
    .active_mm  = &init_mm,

Давайте вернемся к start_kernel, rest_init инициализирует kernel_init и kthreadd.

noinline void __ref rest_init(void)
{
......
    pid = kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS);
......
    pid = kernel_thread(kthreadd, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES);
......
}

kernel_init запустит execve, а затем перейдет в пространство пользователя, переключится на процесс init, запустив , который является процессом 1.

if (!try_to_run_init_process("/sbin/init") || 
    !try_to_run_init_process("/etc/init")  || 
    !try_to_run_init_process("/bin/init")  || 
    !try_to_run_init_process("/bin/sh")) 
   return 0;

kthread становится процессом демона для управления и планирования другого ядра task_struts, то есть процесса 2.

После всего этого процесс 0 станет незанятым процессом и выпрыгнет из rq, что означает, что он будет работать только тогда, когда rq пуст.

noinline void __ref rest_init(void)
{
......
    /*
     * The boot idle thread must execute schedule()
     * at least once to get things moving:
     */
    schedule_preempt_disabled();
    /* Call into cpu_idle with preempt disabled */
    cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE);
}


void cpu_startup_entry(enum cpuhp_state state)
{
    arch_cpu_idle_prepare();
    cpuhp_online_idle(state);
    while (1)
        do_idle();
}

Наконец, если вы хотите лучше понять ядро Линукс.