圖4-1   描述用緩存這個(gè)if程序塊為記錄表格分配內(nèi)存，并把所有項(xiàng)都清零。注意到如果prof_shift是0（默認(rèn)值），那么記錄功能就被關(guān)掉了，if程序塊不再被執(zhí)行，也不為表格分配空間。19846：內(nèi)核通過調(diào)用sti（UP版本的13104行，注意該主題在第6章中有更詳細(xì)的介紹）開始接收硬件中斷。首先需要激活定時(shí)器中斷，以便后來對(duì)calibrate_delay（19654行）的調(diào)用可以計(jì)算機(jī)器的BogoMIPS的值（在下一節(jié)“BogoMIPS”中介紹）。因?yàn)橐恍┰O(shè)備驅(qū)動(dòng)程序需要BogoMIPS的值，所以內(nèi)核必需在大部分硬件、文件系統(tǒng)等等初始化之前計(jì)算出這個(gè)值來。19876：測試該CPU的各種缺陷，比如Pentium F00F缺陷（請參見第8章），記錄檢測到的缺陷，以便于內(nèi)核的其他部分以后可以使用它們工作。（為了節(jié)省空間起見，我們省略掉了check_bugs函數(shù)。）19882：調(diào)用smp_init（19787行），它又調(diào)用了其他的函數(shù)來激活SMP系統(tǒng)中的其他CPU：在x86的平臺(tái)上，smp_boot_cpus（4614行）初始化一些內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)跟蹤檢測另外的CPU并簡單的將其改為保持模式；最后smp_commence（4195行）使這些CPU繼續(xù)執(zhí)行。19883：把init函數(shù)作為內(nèi)核線程終止，這比較復(fù)雜；請參閱本章后面有關(guān)init的討論。19885：增加idle進(jìn)程的need_resched標(biāo)志，這樣做的原因此時(shí)可能還比較模糊。當(dāng)讀完了第5、6、7章以后，就會(huì)有個(gè)清楚的概念；但是，在下一個(gè)定時(shí)器中斷結(jié)束之前（在第6章中討論），system_call（171行，在第5章中討論）函數(shù)中會(huì)注意到idle進(jìn)程的need_resched標(biāo)志增加了，并且調(diào)用schedule（26686行，第7章）釋放CPU，并將其賦給更應(yīng)該獲取CPU的進(jìn)程。19886：已經(jīng)完成了內(nèi)核初始化的工作—或者不管怎樣，已經(jīng)把需要完成的少量責(zé)任傳遞給了init，所剩余的工作不過是進(jìn)入idle循環(huán)以消耗空閑的CPU時(shí)間片。因此，本行調(diào)用cpu_idle（2014行）—idle循環(huán)。正如你可以從cpu_idle本身可以發(fā)現(xiàn)的一樣，該函數(shù)從不返回。然而，當(dāng)有實(shí)際工作要處理時(shí)，該函數(shù)就會(huì)被搶占。注意到cpu_idle只是反復(fù)調(diào)用idle系統(tǒng)調(diào)用（下一章將討論系統(tǒng)調(diào)用），它通過sys_idle（2064行）實(shí)現(xiàn)真正的idle循環(huán)—2014行對(duì)應(yīng)UP版本，2044行針對(duì)SMP版本。它們通過執(zhí)行hlt（對(duì)應(yīng)“halt”）指令把CPU轉(zhuǎn)入低功耗的“睡眠”狀態(tài)。只要沒有實(shí)際的工作處理，CPU都將轉(zhuǎn)入這種狀態(tài)。4.2.1   BogoMIPSBogoMIPS的數(shù)字由內(nèi)核計(jì)算并在系統(tǒng)初始化的時(shí)候打印。它近似給出了每秒鐘CPU可以執(zhí)行一個(gè)短延遲循環(huán)的次數(shù)。在內(nèi)核中，這個(gè)結(jié)果主要用于需要等待非常短周期的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序—例如，等待幾微秒并查看設(shè)備的某些信息是否已經(jīng)可用。由于沒有正確理解BogoMIPS的含義，BogoMIPS在各處都被濫用，就仿佛它可以滿足人類最原始、最深層次的需求：把所有計(jì)算機(jī)性能的信息簡化為一個(gè)數(shù)字。“BogoMIPS”中的“Bogo”部分來源于“偽（bogus）”，就正是為了防止這種用法：雖然這個(gè)數(shù)字比大多數(shù)基準(zhǔn)測試數(shù)大，但是它仍然是不準(zhǔn)確的、容易引起誤解的、無用的和不真實(shí)的，根本不適合將它用于機(jī)器間差別的對(duì)比。但是這個(gè)數(shù)字仍然非常吸引人，這也正是我們在這里討論這個(gè)問題的原因。（BogoMIPS 中“MIPS”部分是“millions of instructions per second（百萬條指令每秒）”的縮寫，這是cpu基準(zhǔn)測試中的一個(gè)常用單位。） calibrate_delay19654：calibrate_delay是近似計(jì)算BogoMIPS數(shù)字的內(nèi)核函數(shù)。19622：作為第一次估算，calibrate_delay計(jì)算出在每一秒內(nèi)執(zhí)行多少次__delay循環(huán)（6866行），也就是每個(gè)定時(shí)器滴答（timer tick）—百分之一秒—內(nèi)延時(shí)循環(huán)可以執(zhí)行多少次。19664：計(jì)算一個(gè)定時(shí)器滴答內(nèi)可以執(zhí)行多少次循環(huán)需要在滴答開始時(shí)就開始計(jì)數(shù)，或者應(yīng)該盡可能與它接近。全局變量jiffies（16588行）中存儲(chǔ)了從內(nèi)核開始保持跟蹤時(shí)間開始到現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)過的定時(shí)器滴答數(shù)；第6章中將介紹它的實(shí)現(xiàn)方式。jiffies保持異步更新，在一個(gè)中斷內(nèi)—每秒一百次，內(nèi)核暫時(shí)掛起正在處理的內(nèi)容，更新變量，然后繼續(xù)剛才的工作。如果不這樣處理，下一行的循環(huán)就永遠(yuǎn)不可能退出。從而，如果jiffies不聲明為volatile—簡單地說，這個(gè)值變化的原因?qū)τ诰幾g器是透明的，gcc仍然可能對(duì)該循環(huán)進(jìn)行優(yōu)化，并引起該循環(huán)進(jìn)入不能退出的狀態(tài)。雖然目前的gcc還沒有如此高的智能，然而它的維護(hù)者應(yīng)該完全能夠?yàn)樗鼘?shí)現(xiàn)這種智能。19669：定時(shí)器又前移了一個(gè)滴答，因此又產(chǎn)生一個(gè)新的滴答。下一步是要等待loops_per_sec延時(shí)循環(huán)調(diào)用定時(shí)器循環(huán)，接著檢測是否最少有一個(gè)完整的滴答已經(jīng)完成。如果是這樣，就退出首次近似估算循環(huán)；如果沒有，就把loops_per_sec的值加倍，然后重新啟動(dòng)這個(gè)過程。這個(gè)循環(huán)的正確性依賴于如下的事實(shí)：現(xiàn)有的機(jī)器在任何地方都不能每秒執(zhí)行232次延時(shí)循環(huán)（對(duì)于64位機(jī)來說則遠(yuǎn)低于每秒264次)，雖然這只是一個(gè)微不足道的問題。19677：現(xiàn)在內(nèi)核已經(jīng)清楚loops_per_sec循環(huán)調(diào)用延時(shí)循環(huán)在這臺(tái)機(jī)器上要花費(fèi)超過百分之一秒的時(shí)間才能完成，因此，內(nèi)核將重新開始進(jìn)行估算。為了提高效率，內(nèi)核使用折半查找算法計(jì)算loops_per_sec的實(shí)際值，我們假定開始的時(shí)候，實(shí)際值在現(xiàn)在計(jì)算結(jié)果和其一半之間—實(shí)際值不可能比現(xiàn)在計(jì)算值還大，但是可以（而且可能）稍微小一點(diǎn)。19681：和前面使用的方式一樣，calibrate_delay查看這個(gè)loops_per_sec已經(jīng)減小了的值是否還是比較大，而需要耗費(fèi)一個(gè)完整的定時(shí)器間隔。如果還是相當(dāng)大，實(shí)際值應(yīng)該小于當(dāng)前計(jì)算值或者就是當(dāng)前值，因此，使用更小的值繼續(xù)查詢；如果不夠大，就使用一個(gè)更大的值繼續(xù)查詢。19691：內(nèi)核有一種很好的方法來計(jì)算一個(gè)定時(shí)器滴答中執(zhí)行延時(shí)循環(huán)的次數(shù)。這個(gè)數(shù)字乘以一秒內(nèi)滴答的數(shù)量就得到了每秒內(nèi)可以執(zhí)行的延時(shí)循環(huán)的次數(shù)。這種計(jì)算只是一種估算，乘法也累積了誤差，因此結(jié)果并不能精確到納秒。但是這個(gè)數(shù)字供內(nèi)核使用已經(jīng)足夠精確了。19693：為了讓用戶感到激動(dòng)，內(nèi)核打印出這個(gè)數(shù)字。注意這里明顯省略了%f的格式限定—內(nèi)核盡量避免浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算。這個(gè)計(jì)算過程中最有用的常量是500 000；它是用一百萬除以2得來，理由是每秒鐘執(zhí)行一百萬條指令，而每個(gè)delay循環(huán)的核心是2條指令（decl和一條跳轉(zhuǎn)指令）。4.2.2   分析內(nèi)核選項(xiàng)parse_options函數(shù)分析由內(nèi)核引導(dǎo)程序發(fā)送給內(nèi)核的啟動(dòng)選項(xiàng)，在初始化過程中按照某些選項(xiàng)運(yùn)行，并將剩余部分傳送給init進(jìn)程（在本章后面部分提到）。這些選項(xiàng)可能已經(jīng)存儲(chǔ)在配置文件中了，也可能是由用戶在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)敲入的—內(nèi)核并不關(guān)心這些。類似的細(xì)節(jié)全部是內(nèi)核引導(dǎo)程序應(yīng)該關(guān)注的內(nèi)容。1. parse_options19707：參數(shù)已經(jīng)收集在一條長的命令行中，內(nèi)核被賦給指向該命令行頭部的一個(gè)指針；內(nèi)核引導(dǎo)程序在前面已經(jīng)將該行存儲(chǔ)在一個(gè)指定地址中。19718：中斷下一個(gè)參數(shù)，保持指向下一個(gè)參數(shù)的指針以供下一次循環(huán)使用。注意系統(tǒng)使用空格而不是通常的空白來分隔內(nèi)核參數(shù)；制表符并不能把當(dāng)前參數(shù)和下一個(gè)參數(shù)分隔開。如果發(fā)現(xiàn)了分隔字符空格，下一行就使用字節(jié)0覆蓋，這樣line可以作為包含有唯一一個(gè)內(nèi)核選項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)C字符串來使用了。如果沒有發(fā)現(xiàn)空格，就該函數(shù)關(guān)心的內(nèi)容而言，其余的部分都具有相同的屬性—這只有在處理line中最后一個(gè)選項(xiàng)的情況下才會(huì)發(fā)生，循環(huán)就會(huì)在下次開始時(shí)結(jié)束。注意該代碼不會(huì)跳過多個(gè)空格。假設(shè)line值如下所述（兩個(gè)空格）：rw  debug這會(huì)被當(dāng)作三個(gè)選項(xiàng)：“rw”、“”（空字符串）和“debug”。因?yàn)榭兆址皇怯行У膬?nèi)核選項(xiàng)，它將會(huì)被傳遞到初始化的過程（這一點(diǎn)隨后就可以看到）—這當(dāng)然不是用戶所希望的。因此，內(nèi)核引導(dǎo)程序應(yīng)該負(fù)責(zé)對(duì)多個(gè)空格進(jìn)行壓縮。LILO通過忽略用戶多敲的空格，完美地解決了這個(gè)問題。19721：現(xiàn)在開始解釋這些選項(xiàng)。最前面的兩個(gè)選項(xiàng)ro和rw指明內(nèi)核要裝載根文件系統(tǒng)，也就是根目錄（ / 目錄）所在的位置，而分別處于只讀和讀/寫模式。19729：第三種可能性，debug，增加了調(diào)試信息的數(shù)量；這些調(diào)試信息要通過調(diào)用do_syslog打印出來（25724行）。19733：開始幾個(gè)選項(xiàng)是簡單的獨(dú)立標(biāo)志，它們并不使用參數(shù)。內(nèi)核也可以辨認(rèn)形為option=value的選項(xiàng)。本行就是一個(gè)例子，這里內(nèi)核引導(dǎo)程序定義了一個(gè)命令來代替init運(yùn)行；它使用init=/some/other/program的形式。這里的代碼舍棄了init= 部分，為隨后init的使用而把剩余部分在execute_command中保存起來（20044行）。和其他大部分參數(shù)的處理方法不同，本處功能不能在checksetup（19612行）中實(shí)現(xiàn)，這是因?yàn)樗淖兞嗽摵瘮?shù)的局部變量。很快，你就可以看到前面三個(gè)選項(xiàng)之所以也在這里處理，而不是在checksetup中處理的原因。19745：大部分內(nèi)核選項(xiàng)都是由checksetup函數(shù)分析的。如果checksetup處理了某個(gè)選項(xiàng)，就返回真值，循環(huán)繼續(xù)進(jìn)行。19750：否則，line中沒有已經(jīng)被辨認(rèn)的內(nèi)核選項(xiàng)。在這種情況下，它被作為一個(gè)供init進(jìn)程使用的選項(xiàng)或者環(huán)境變量來處理—如果其形式為envar=value，就作為環(huán)境變量處理；否則，就作為選項(xiàng)處理。如果argv_init和envp_init（分別見19057和19059行）數(shù)組中有足夠的空間，選項(xiàng)和環(huán)境變量就存儲(chǔ)在里面供以后init函數(shù)使用。