init·kthreadd와 부트 CPU의 역할을 나눕니다

이 코드는 어떤 문제를 푸나요?

한 CPU에서 이어지던 초기화 흐름을 이제 여러 태스크의 실행으로 나눕니다. 사용자 init으로 이어질 태스크와 커널 스레드를 만드는 kthreadd를 생성하고, 원래 부트 태스크는 idle 경로로 들어갑니다. 생성과 실행은 같은 순간이 아니므로 준비 완료 통지도 필요합니다.

읽을 범위: v6.6 · init/main.c · rest_init 680–727행입니다. 아래에 이 범위의 원문과 각 줄의 설명을 실었습니다. 주제 전체의 흐름과 다른 경로는 기존 분석에서 함께 읽으실 수 있습니다.

먼저 알아둘 개념

PID 1

kernel_init에서 시작해 나중에 사용자 init으로 바뀌는 태스크입니다. 처음부터 사용자 명령을 실행하는 것은 아닙니다.

completion

다른 실행 흐름이 준비되었음을 알리는 동기화 수단입니다. 여기서는 kthreadd 준비를 기다리는 쪽을 깨울 수 있습니다.

처음 읽을 때

코드를 읽을 때 user_mode_thread로 kernel_init을 시작할 태스크를 만듭니다. 그다음 어느 상태가 바뀌는지 각 줄에서 확인하세요.

더 깊이 살펴볼 때

이 경로의 호출 문맥, 잠금·인터럽트 상태, 오류 시 남는 자원을 함께 추적해 보세요. 호출된 함수가 수행하는 작업과 현재 함수가 직접 보장하는 범위를 구분하는 것이 중요합니다.

그림으로 보는 변화

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1단계 고정

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1. init 생성

user_mode_thread로 kernel_init을 시작할 태스크를 만듭니다.

화살표는 태스크 생성 순서입니다.

2. kthreadd 생성

커널 스레드 관리 태스크를 생성하고 참조를 저장합니다.

태스크 포인터와 PID 숫자는 다릅니다.

3. 스케줄링 시작

준비 완료를 알리고 원래 태스크는 idle 경로로 갑니다.

태스크 사이 전환을 뜻하며 메모리 복사는 아닙니다.

rest_init를 한 줄씩 읽기

줄 번호는 v6.6 원문 기준입니다. 주석·빈 줄을 포함한 함수 전체를 먼저 보고, 그 아래에서 각 줄을 설명합니다.

noinline void __ref __noreturn 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 = user_mode_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);
	tsk->flags |= PF_NO_SETAFFINITY;
	set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask_of(smp_processor_id()));
	rcu_read_unlock();

	numa_default_policy();
	pid = kernel_thread(kthreadd, NULL, 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_PREEMPTION=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);
}

noinline void __ref __noreturn rest_init(void)

	struct task_struct *tsk;

	int pid;

	rcu_scheduler_starting();

	pid = user_mode_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS);

	rcu_read_lock();

	tsk = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns);

	tsk->flags |= PF_NO_SETAFFINITY;

	set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask_of(smp_processor_id()));

	rcu_read_unlock();

	numa_default_policy();

	pid = kernel_thread(kthreadd, NULL, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES);

	rcu_read_lock();

	kthreadd_task = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns);

	rcu_read_unlock();

	system_state = SYSTEM_SCHEDULING;

	complete(&kthreadd_done);

	schedule_preempt_disabled();

	cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE);

함께 생각해 볼 질문

출처와 읽은 범위

Linux stable v6.6 · init/main.c

해당 버전 원본 파일 · 기존 코드 분석 · 설명 원고