fork_init

태스크 생성 전에 실행되는 부팅 초기화

start_kernel()는 pid_idr_init()을 호출하고, 그 사이에 익명 VMA·스택·credential 준비를 거쳐 fork_init(), 이어 proc_caches_init()을 호출한다. 세 함수는 서로를 직접 호출하는 체인이 아니다(main.c L1080–1095).

표시한 코드와 적용 범위

아래 세 발췌는 고정된 Linux v6.18.37의 main.c L1080–1095, fork.c L807–850, fork.c L2977–2997에서 가져온 연속 행이다. PID 할당기 설명은 같은 태그의 pid.c L799–818, max_threads 계산은 fork.c L766–785를 함께 읽었다.

범위: 이 글은 부팅 중 fork_init()을 중심으로 한다. fork/clone syscall, namespace별 PID 배정, 모든 아키텍처와 설정 조합, 실제 보드의 부팅 로그 전체는 검증하지 않았다. 문C의 fork_init 글과 start_kernel 글은 설명 방식에 대한 역사적 참고다. 두 글의 구형 함수 위치를 이 버전의 증거로 쓰지 않았다.

세 함수의 실제 연속 코드

	pid_idr_init();
	anon_vma_init();
	thread_stack_cache_init();
	cred_init();
	fork_init();
	proc_caches_init();
	uts_ns_init();
	time_ns_init();
	key_init();
	security_init();
	dbg_late_init();
	net_ns_init();
	vfs_caches_init();
	pagecache_init();
	signals_init();
	seq_file_init();

void __init fork_init(void)
{
	int i;
#ifndef ARCH_MIN_TASKALIGN
#define ARCH_MIN_TASKALIGN	0
#endif
	int align = max_t(int, L1_CACHE_BYTES, ARCH_MIN_TASKALIGN);
	unsigned long useroffset, usersize;

	/* create a slab on which task_structs can be allocated */
	task_struct_whitelist(&useroffset, &usersize);
	task_struct_cachep = kmem_cache_create_usercopy("task_struct",
			arch_task_struct_size, align,
			SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT,
			useroffset, usersize, NULL);

	/* do the arch specific task caches init */
	arch_task_cache_init();

	set_max_threads(MAX_THREADS);

	init_task.signal->rlim[RLIMIT_NPROC].rlim_cur = max_threads/2;
	init_task.signal->rlim[RLIMIT_NPROC].rlim_max = max_threads/2;
	init_task.signal->rlim[RLIMIT_SIGPENDING] =
		init_task.signal->rlim[RLIMIT_NPROC];

	for (i = 0; i < UCOUNT_COUNTS; i++)
		init_user_ns.ucount_max[i] = max_threads/2;

	set_userns_rlimit_max(&init_user_ns, UCOUNT_RLIMIT_NPROC,      RLIM_INFINITY);
	set_userns_rlimit_max(&init_user_ns, UCOUNT_RLIMIT_MSGQUEUE,   RLIM_INFINITY);
	set_userns_rlimit_max(&init_user_ns, UCOUNT_RLIMIT_SIGPENDING, RLIM_INFINITY);
	set_userns_rlimit_max(&init_user_ns, UCOUNT_RLIMIT_MEMLOCK,    RLIM_INFINITY);

#ifdef CONFIG_VMAP_STACK
	cpuhp_setup_state(CPUHP_BP_PREPARE_DYN, "fork:vm_stack_cache",
			  NULL, free_vm_stack_cache);
#endif

	scs_init();

	lockdep_init_task(&init_task);
	uprobes_init();
}

void __init proc_caches_init(void)
{
	sighand_cachep = kmem_cache_create("sighand_cache",
			sizeof(struct sighand_struct), 0,
			SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC|SLAB_TYPESAFE_BY_RCU|
			SLAB_ACCOUNT, sighand_ctor);
	signal_cachep = kmem_cache_create("signal_cache",
			sizeof(struct signal_struct), 0,
			SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT,
			NULL);
	files_cachep = kmem_cache_create("files_cache",
			sizeof(struct files_struct), 0,
			SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT,
			NULL);
	fs_cachep = kmem_cache_create("fs_cache",
			sizeof(struct fs_struct), 0,
			SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT,
			NULL);
	mmap_init();
	nsproxy_cache_init();
}

각 함수는 다른 준비를 맡는다

pid_idr_init()은 init_pid_ns.idr을 초기화하고 pid cache를 만든다(pid.c L799–818). 뒤에 부르는 fork_init()은 task_struct_cachep를 만들고 아키텍처별 task cache 준비를 호출한 다음, set_max_threads(MAX_THREADS)를 실행한다(fork.c L807–850). 이 값은 부팅 시 가용 페이지 추정과 THREAD_SIZE를 이용해 계산하고 범위에 맞춘다(fork.c L766–785).

fork_init()은 그 결과로 init_task.signal의 RLIMIT_NPROC·RLIMIT_SIGPENDING, 초기 사용자 namespace의 ucount_max[]를 설정한다. init_task.signal의 NPROC cur/max와 SIGPENDING은 max_threads/2로 두지만, 별도 set_userns_rlimit_max()는 init_user_ns의 네 UCOUNT_RLIMIT_* 상한을 RLIM_INFINITY로 지정한다. 여기서 max_threads/2를 전체 시스템의 단일한 런타임 허용량으로 읽으면 안 된다(fork.c L807–850).

task cache와 보조 cache를 분리하기

task_struct_cachep는 fork_init()에서 kmem_cache_create_usercopy()로 설정되는 cache 포인터다. proc_caches_init()의 네 cache는 별도 객체에 대한 것이다. 둘을 한 cache 또는 하나의 구조체 필드 묶음으로 그리면 할당 대상을 잘못 읽게 된다(fork.c L807–850 · fork.c L2977–2997).

초기화 단계와 태스크 생성 단계를 구분하기

부팅 초기에 start_kernel()이 초기화 함수를 순서대로 실행한 뒤에도 부팅은 이어진다. 이어지는 rest_init()에서 init·kthreadd 태스크 생성이 시작되므로, 이 초기화 단계와 새 태스크를 만드는 단계는 구분해야 한다(main.c L1109–1110 · main.c L711–735). copy_process()의 NPROC와 max_threads 검사 위치는 fork.c L2053–2068다. 그 함수의 전체 생성·해제 경로는 copy_process 글에서 읽는다.

코드에서 확인되는 조건만 남기기

두 초기화 함수는 void __init이고, 표시된 cache 생성은 SLAB_PANIC을 사용한다. 이 본문에 일반적인 오류 레이블·역순 rollback 경로가 있다고 서술할 근거는 없다(fork.c L807–850 · fork.c L2977–2997). CONFIG_VMAP_STACK에 따른 CPU hotplug 등록은 조건부이며, cache 생성과 별도로 읽어야 한다(fork.c L841–849).

해석상 중요한 세 구분은 PID 번호 관리와 task 수 제한, task_struct cache와 주변 객체 cache, 부팅 준비와 실제 태스크 생성이다. 각 구분은 위 소스 위치를 다시 확인할 수 있게 표기했다.

무엇을 확인할 수 있나

initcall_debug는 initcall 경로를 보는 설정이다. 여기의 fork_init()·proc_caches_init()은 start_kernel()에서 직접 호출되므로 그 설정 하나를 두 함수의 단계별 추적법으로 제시하지 않는다(main.c L1080–1095).

이어서 읽기

• set_max_threads()의 가용 페이지 추정치와 MIN_THREADS/MAX_THREADS clamp는 보드 메모리 조건에 따라 어떤 값이 되는가? fork.c L766–785
• pid_max와 max_threads가 서로 다른 제한이라는 점을 생성 경로에서 어떻게 확인하는가? pid.c L191–245 · fork.c L2053–2068
• task_struct를 실제 할당하고 자원을 복제하는 과정은 copy_process에서 어디서 시작되는가?