1. 简介
在Linux操作系统中，init.h是一个重要的头文件，它定义了与系统初始化和进程管理相关的函数和数据结构。了解init.h的内容将有助于我们深入理解Linux内核的初始化和进程管理机制。
2. init.h的作用
init.h定义了一些关键的函数和数据结构，主要用于系统初始化和进程管理。其中包括：
2.1. 系统初始化
init.h中定义了与系统初始化相关的函数和数据结构。其中，最重要的函数之一是start_kernel()。这个函数被视为Linux内核的起点，所有的初始化过程都从这里开始。在start_kernel()函数中，会依次进行内核的各种初始化操作，例如内存管理的初始化、设备驱动的注册等。
在start_kernel()函数中，还会调用其他一些重要的初始化函数，例如do_basic_setup()和do_initcalls()。其中，do_basic_setup()主要用于执行一些最基本的系统初始化操作，例如设置内核命令行参数、创建进程0（也就是init进程）等；而do_initcalls()用于执行一系列的初始化函数，这些函数会按照预定顺序在启动时被调用。
2.2. 进程管理
init.h中还定义了与进程管理相关的函数和数据结构。其中，最重要的数据结构之一是struct task_struct，它表示一个进程的控制块。每个进程都对应一个唯一的task_struct结构，它包含了进程的各种属性，例如进程ID、父进程ID、进程状态等。
在init.h中，还定义了一些用于进程管理的函数，例如init_task()和fork_init()。init_task()用于初始化进程0（也就是init进程）的task_struct结构；fork_init()用于初始化进程创建时的一些必要数据，例如设置进程ID、设置进程状态等。
3. 关键代码分析
3.1. start_kernel()函数
void __init start_kernel(void)
{
/* 省略部分代码 */
/* 基本系统初始化 */
do_basic_setup();
/* 系统初始化函数调用 */
rest_init();
/* 省略部分代码 */
}
在这段代码中，start_kernel()函数是Linux内核的起点。在该函数中，会首先调用do_basic_setup()函数，进行基本的系统初始化操作；然后调用rest_init()函数，执行系统初始化的其他操作。
3.2. do_basic_setup()函数
void __init do_basic_setup(void)
{
/* 设置内核命令行参数 */
setup_command_line();
/* 创建进程0 */
init_task[0] = &init_task;
current = &init_task;
task_thread_info(&init_task)->status |= TS_UNINTERRUPTIBLE;
task_thread_info(&init_task)->cpu = 0;
}
这段代码展示了do_basic_setup()函数的实现。在该函数中，首先调用setup_command_line()函数，设置内核命令行参数；然后通过对init_task结构进行设置，创建了进程0（也就是init进程）。
3.3. init_task结构
struct task_struct init_task
#ifdef CONFIG_ARCH_TASK_STRUCT_ON_STACK
__aligned(STACK_ALIGNMENT)
#endif
= {
.state = 0,
.stack = &init_stack [0],
.usage = ATOMIC_INIT(2),
.flags = PF_KTHREAD,
.prio = MAX_PRIO-20,
.static_prio = MAX_PRIO-20,
.normal_prio = MAX_PRIO-20,
.policy = SCHED_NORMAL,
.cpus_allowed = CPU_MASK_ALL,
.mm = &init_mm,
.active_mm = &init_mm,
.mm_users = ATOMIC_INIT(2),
.mm_count = ATOMIC_INIT(1),
.ptrace = &init_ptrace,
.set_child_tid = &init_set_child_tid,
.clear_child_tid = &init_clear_child_tid,
.utime = cputime_zero,
.stime = cputime_zero,
.gtime = cputime_zero,
.min_flt = 0,
.maj_flt = 0,
.cputime_expires = cputime_zero,
.policy = SCHED_NORMAL,
.sched_class = &fair_sched_class,
.se = {
.group_node = LIST_HEAD_INIT(init_task.se.group_node),
.fork_deadlock = SE_UNINITIALIZED,
},
.rcu = RCU_INITIALIZER(init_task),
.state = 0,
.on_rq = 0,
.on_cpu = -1,
.policy = 0,
.prev_cpu = -1,
.wake_entry = {
.entry = LIST_HEAD_INIT(init_task.wake_entry.entry),
.wake_flags = WF_SYNC,
},
.wakee_flips = 0,
.blkcg = {
.css = &init_css,
.refcnt = 1,
},
.plug_task = {
.next = &init_task,
.prev = &init_task,
},
#ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
.cputime_snap = cputime_zero,
#endif
#ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_GEN
.last_vtime = 0,
#endif
};
这段代码展示了init_task结构的定义。init_task结构是进程0（也就是init进程）的task_struct结构，它包含了进程的各种属性。其中，.state表示进程状态，.mm表示进程使用的内存管理结构等。
4. 总结
通过初探init.h这个头文件，我们了解到它在Linux内核中扮演着非常重要的角色。它定义了与系统初始化和进程管理相关的函数和数据结构，为系统的启动和运行提供了必要的支持。
在init.h中，start_kernel()函数是内核的起点，它会执行一系列的初始化操作。其中，do_basic_setup()函数用于执行最基本的系统初始化操作，包括设置内核命令行参数、创建进程0等。
此外，init.h中还定义了进程控制块task_struct的结构，包含了进程的各种属性和状态。
通过对init.h的学习和理解，我们可以更深入地了解Linux内核的初始化和进程管理机制，为进一步研究和开发Linux系统奠定基础。