内核的启动时从main.c这个文件里面的start_kernel函数开始的，这个文件在linux源码里面的init文件夹下面
下面我们来看看这个函数
asmlinkage __visible void __init start_kernel(void)
{
char *command_line;
char *after_dashes;
set_task_stack_end_magic(&init_task);
smp_setup_processor_id();
debug_objects_early_init();
cgroup_init_early();
local_irq_disable();
early_boot_irqs_disabled = true;
/*
* Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
* enable them.
*/
boot_cpu_init();
page_address_init();
pr_notice("%s", linux_banner);
setup_arch(&command_line);
/*
* Set up the the initial canary and entropy after arch
* and after adding latent and command line entropy.
*/
add_latent_entropy();
add_device_randomness(command_line, strlen(command_line));
boot_init_stack_canary();
mm_init_cpumask(&init_mm);
setup_command_line(command_line);
setup_nr_cpu_ids();
setup_per_cpu_areas();
smp_prepare_boot_cpu(); /* arch-specific boot-cpu hooks */
boot_cpu_hotplug_init();
build_all_zonelists(NULL);
page_alloc_init();
pr_notice("Kernel command line: %s ", boot_command_line);
parse_early_param();
after_dashes = parse_args("Booting kernel",
static_command_line, __start___param,
__stop___param - __start___param,
-1, -1, NULL, &unknown_bootoption);
if (!IS_ERR_OR_NULL(after_dashes))
parse_args("Setting init args", after_dashes, NULL, 0, -1, -1,
NULL, set_init_arg);
jump_label_init();
/*
* These use large bootmem allocations and must precede
* kmem_cache_init()
*/
setup_log_buf(0);
vfs_caches_init_early();
sort_main_extable();
trap_init();
mm_init();
ftrace_init();
/* trace_printk can be enabled here */
early_trace_init();
/*
* Set up the scheduler prior starting any interrupts (such as the
* timer interrupt). Full topology setup happens at smp_init()
* time - but meanwhile we still have a functioning scheduler.
*/
sched_init();
/*
* Disable preemption - early bootup scheduling is extremely
* fragile until we cpu_idle() for the first time.
*/
preempt_disable();
if (WARN(!irqs_disabled(),
"Interrupts were enabled *very* early, fixing it "))
local_irq_disable();
radix_tree_init();
/*
* Set up housekeeping before setting up workqueues to allow the unbound
* workqueue to take non-housekeeping into account.
*/
housekeeping_init();
/*
* Allow workqueue creation and work item queueing/cancelling
* early. Work item execution depends on kthreads and starts after
* workqueue_init().
*/
workqueue_init_early();
rcu_init();
/* Trace events are available after this */
trace_init();
if (initcall_debug)
initcall_debug_enable();
context_tracking_init();
/* init some links before init_ISA_irqs() */
early_irq_init();
init_IRQ();
tick_init();
rcu_init_nohz();
init_timers();
hrtimers_init();
softirq_init();
timekeeping_init();
time_init();
printk_safe_init();
perf_event_init();
profile_init();
call_function_init();
WARN(!irqs_disabled(), "Interrupts were enabled early ");
early_boot_irqs_disabled = false;
local_irq_enable();
kmem_cache_init_late();
/*
* HACK ALERT! This is early. We're enabling the console before
* we've done PCI setups etc, and console_init() must be aware of
* this. But we do want output early, in case something goes wrong.
*/
console_init();
if (panic_later)
panic("Too many boot %s vars at `%s'", panic_later,
panic_param);
lockdep_init();
/*
* Need to run this when irqs are enabled, because it wants
* to self-test [hard/soft]-irqs on/off lock inversion bugs
* too:
*/
locking_selftest();
/*
* This needs to be called before any devices perform DMA
* operations that might use the SWIOTLB bounce buffers. It will
* mark the bounce buffers as decrypted so that their usage will
* not cause "plain-text" data to be decrypted when accessed.
*/
mem_encrypt_init();
#ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
if (initrd_start && !initrd_below_start_ok &&
page_to_pfn(virt_to_page((void *)initrd_start)) < min_low_pfn) {
pr_crit("initrd overwritten (0x%08lx < 0x%08lx) - disabling it. ",
page_to_pfn(virt_to_page((void *)initrd_start)),
min_low_pfn);
initrd_start = 0;
}
#endif
kmemleak_init();
setup_per_cpu_pageset();
numa_policy_init();
acpi_early_init();
if (late_time_init)
late_time_init();
sched_clock_init();
calibrate_delay();
pid_idr_init();
anon_vma_init();
#ifdef CONFIG_X86
if (efi_enabled(EFI_RUNTIME_SERVICES))
efi_enter_virtual_mode();
#endif
thread_stack_cache_init();
cred_init();
fork_init();
proc_caches_init();
uts_ns_init();
buffer_init();
key_init();
security_init();
dbg_late_init();
vfs_caches_init();
pagecache_init();
signals_init();
seq_file_init();
proc_root_init();
nsfs_init();
cpuset_init();
cgroup_init();
taskstats_init_early();
delayacct_init();
check_bugs();
acpi_subsystem_init();
arch_post_acpi_subsys_init();
sfi_init_late();
/* Do the rest non-__init'ed, we're now alive */
arch_call_rest_init();
}
这个函数里面我们会看到有很多的各种init，也就是初始化，我们只说几个重点操作
首先来看下这个函数set_task_stack_end_magic(&init_task);
在linux里面所有的进程都是由父进程创建而来，所以说在启动内核的时候需要有个祖先进程，这个进程是系统创建的
第一个进程，我们称为0号进程，它是唯一一个没有通过fork或者kernel_thread的进程
然后就是初始化系统调用，对应的函数就是trap_init();这里面设置了很多中断门，用于处理各种中断
系统调用也是通过发送中断的方式进行的。
接下来就是内存管理模块的初始化，对应的函数是mm_init();
然后就是初始化任务调度，对应的函数就是sched_init();
这个任务调度是干嘛用的呢？就是操作系统协调进程和cpu，比如说分配哪个进程在cpu上运行呀，
在比如说你这个进程在cpu上运行时间过长了，然后操作系统就会把你踢下去，换另一个进程在cpu上运行。
到了这个preempt_disable();函数，这个函数的意思就是在这个函数运行以后就禁止被中断
也就是说在这个函数运行后面，如果没有主动让出cpu，那么其他进程是无法抢占他的。
然后看下这个tick_init();这个函数是时钟初始化，这个时钟的概念是什么意思呢？
计算机会每隔一段时间周期通知操作系统，就像时钟一样，滴答滴答，每滴答一下就是一个时间周期过去了，
通知操作系统后，操作系统会看下当前在cpu上运行的进程运行时间是否过长，如果过长就标识该进程为可抢占
然后在某些时机下会切掉该进程，换下一个进程。
最后start_kernel()调用的是rest_init()用来初始化其他方面，这里面做了好多事情
noinline void __ref rest_init(void)
{
struct task_struct *tsk;
int pid;
rcu_scheduler_starting();
/*
* We need to spawn init first so that it obtains pid 1, however
* the init task will end up wanting to create kthreads, which, if
* we schedule it before we create kthreadd, will OOPS.
*/
pid = kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS);
/*
* Pin init on the boot CPU. Task migration is not properly working
* until sched_init_smp() has been run. It will set the allowed
* CPUs for init to the non isolated CPUs.
*/
rcu_read_lock();
tsk = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns);
set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask_of(smp_processor_id()));
rcu_read_unlock();
numa_default_policy();
pid = kernel_thread(kthreadd, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES);
rcu_read_lock();
kthreadd_task = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns);
rcu_read_unlock();
/*
* Enable might_sleep() and smp_processor_id() checks.
* They cannot be enabled earlier because with CONFIG_PREEMPT=y
* kernel_thread() would trigger might_sleep() splats. With
* CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY=y the init task might have scheduled
* already, but it's stuck on the kthreadd_done completion.
*/
system_state = SYSTEM_SCHEDULING;
complete(&kthreadd_done);
/*
* 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);
}
首先调用kernel_thread()函数，用来创建用户态的第一个进程，这个进程是所有用户态进程的祖先进程，我们称为1号进程
这个一号进程进入用户态以后，开枝散叶，创建了很多子进程，子进程又创建子进程，就形成了一颗进程树。
一旦有了用户进程，就需要划分资源了，比如说用户态的进程要想使用网卡发送数据，这个时候不能直接让用户态进程调用网卡
而是通过操作系统提供的系统调用函数，给进程发送数据，发送成功以后在返回到用户态进程，通知进程处理结果，也就是封装了
底层实现，用户态进程想要实现什么功能，直接调用系统调用就可以了，在用户态进程进行系统调用时，操作系统会把当前该进程的
参数都保存到寄存器里面，如果有对寄存器不懂的，就把寄存器想象成变量，变量是编程语言存放数据的，那么寄存器就是cpu用来存放数据的东西，
等到系统调用从内核态返回到用户态的时候，会恢复当时保存的寄存器里面的数据，继续运行。
这个过程就是这样的，用户态-》系统调用-》保存寄存器-》内核态执行系统调用-》恢复寄存器-》返回用户态 接着运行
然后接着说这个一号进程启动过程，现在这个进程还是在内核态的，那么要怎么把它搞到用户态里面的，
一般都是从用户态到内核态在返回到用户态，很少见过直接从内核态开始然后到用户态的
看下下面这个代码
void
start_thread(struct pt_regs *regs, unsigned long new_ip, unsigned long new_sp)
{
set_user_gs(regs, 0);
regs->fs = 0;
regs->ds = __USER_DS;
regs->es = __USER_DS;
regs->ss = __USER_DS;
regs->cs = __USER_CS;
regs->ip = new_ip;
regs->sp = new_sp;
regs->flags = X86_EFLAGS_IF;
force_iret();
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(start_thread);
创建进程的这函数最后会有这么一个函数也就是start_thread()，这里面把各个寄存器都设置为了_USER,啥意思呢，里面将用户态的代码段CS设置为_USER_CS，将用户态的数据段DS设置为_USER_DS，
以及指令指针寄存器IP，栈顶指针SP,最后的force_iret()；是用来恢复寄存器的，按理来说应该恢复在系统调用的时候保存的寄存器，这里面恢复的其实就是上面设置的寄存器。CS和指令指针寄存器IP恢复了，
指向用户态下一个要执行的语句，DS和函数栈指针SP也被恢复了，指向用户态函数栈的栈顶，所以，下一条指令就从用户态开始了。
用户态的祖先进程创建完了，那么内核态有没有一个祖先进程呢？
有的，rest_init第二大事情就是第三个进程，也就是2号进程。
