/* passed *  linux/init/main.c * *  (C) 1991  Linus Torvalds */
#include <set_seg.h>
#define __LIBRARY__	// 定義該變量是為了包括定義在unistd.h 中的內(nèi)嵌匯編代碼等信息。
#include <unistd.h>#include <time.h> // 時(shí)間類型頭文件。其中最主要定義了tm 結(jié)構(gòu)和一些有關(guān)
								// 時(shí)間的函數(shù)原形。/* * 我們需要下面這些內(nèi)嵌語句- 從內(nèi)核空間創(chuàng)建進(jìn)程(forking)將導(dǎo)致沒有寫時(shí)復(fù) * 制（COPY ON WRITE）!!!直到一個(gè)執(zhí)行execve 調(diào)用。這對堆棧可能帶來問題。處 * 理的方法是在fork()調(diào)用之后不讓main()使用任何堆棧。因此就不能有函數(shù)調(diào) * 用- 這意味著fork 也要使用內(nèi)嵌的代碼，否則我們在從fork()退出時(shí)就要使用堆棧了。 * * 實(shí)際上只有pause 和fork 需要使用內(nèi)嵌方式，以保證從main()中不會弄亂堆棧，
 * 但是我們同時(shí)還定義了其它一些函數(shù)。
 */
static _inline _syscall0(int,fork)// 是unistd.h 中的內(nèi)嵌宏代碼。以嵌入?yún)R編的形式調(diào)用
								// Linux 的系統(tǒng)調(diào)用中斷0x80。該中斷是所有系統(tǒng)調(diào)用的
								// 入口。該條語句實(shí)際上是int fork()創(chuàng)建進(jìn)程系統(tǒng)調(diào)用。
								// syscall0 名稱中最后的0 表示無參數(shù)，1 表示1 個(gè)參數(shù)。static _inline _syscall0(int,pause)// int pause()系統(tǒng)調(diào)用：暫停進(jìn)程的執(zhí)行，直到
								// 收到一個(gè)信號。static _inline _syscall1(int,setup,void *,BIOS)// int setup(void * BIOS)系統(tǒng)調(diào)用，僅用于
												// linux 初始化（僅在這個(gè)程序中被調(diào)用）。static _inline _syscall0(int,sync)// int sync()系統(tǒng)調(diào)用：更新文件系統(tǒng)。#include <linux/tty.h>	// tty 頭文件，定義了有關(guān)tty_io，串行通信方面的
									// 參數(shù)、常數(shù)。#include <linux/sched.h>	// 調(diào)度程序頭文件，定義了任務(wù)結(jié)構(gòu)task_struct、第1 個(gè)
									// 初始任務(wù)的數(shù)據(jù)。還有一些以宏的形式定義的有關(guān)描述符
									// 參數(shù)設(shè)置和獲取的嵌入式匯編函數(shù)程序。#include <linux/head.h>	// head 頭文件，定義了段描述符的簡單結(jié)構(gòu)，
									// 和幾個(gè)選擇符常量。#include <asm/system.h>	// 系統(tǒng)頭文件。以宏的形式定義了許多有關(guān)設(shè)置或修改
									// 描述符/中斷門等的嵌入式匯編子程序。#include <asm/io.h>		// io 頭文件。以宏的嵌入?yún)R編程序形式定義對io 端
									// 口操作的函數(shù)。#include <stddef.h>	// 標(biāo)準(zhǔn)定義頭文件。定義了NULL, offsetof(TYPE, MEMBER)。#include <stdarg.h>	// 標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)頭文件。以宏的形式定義變量參數(shù)列表。主要說
								// 明了-個(gè)類型(va_list)和三個(gè)宏(va_start, va_arg 和
								// va_end)，vsprintf、vprintf、vfprintf。#include <fcntl.h>	// 文件控制頭文件。用于文件及其描述符的操作控制常數(shù)
								// 符號的定義。#include <sys/types.h>// 類型頭文件。定義了基本的系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型。#include <linux/fs.h>// 文件系統(tǒng)頭文件。定義文件表結(jié)構(gòu)
								//（file,buffer_head,m_inode 等）。static char printbuf[1024];extern int vsprintf();	// 送格式化輸出到一字符串中（在kernel/vsprintf.c）。extern void init(void);	// 函數(shù)原形，初始化（在后面）。extern void blk_dev_init(void);// 塊設(shè)備初始化子程序（kernel/blk_drv/ll_rw_blk.c）extern void chr_dev_init(void);// 字符設(shè)備初始化（kernel/chr_drv/tty_io.c）extern void hd_init(void);// 硬盤初始化程序（kernel/blk_drv/hd.c）extern void floppy_init(void);// 軟驅(qū)初始化程序（kernel/blk_drv/floppy.c）extern void mem_init(long start, long end);// 內(nèi)存管理初始化（mm/memory.c）extern long rd_init(long mem_start, int length);//虛擬盤初始化(kernel/blk_drv/ramdisk.c)extern long kernel_mktime(struct tm * tm);// 建立內(nèi)核時(shí)間（秒）。extern long startup_time;// 內(nèi)核啟動(dòng)時(shí)間（開機(jī)時(shí)間）（秒）。/* * 以下這些數(shù)據(jù)是由setup.s 程序在引導(dǎo)時(shí)間設(shè)置的。 */#define EXT_MEM_K (*(unsigned short *)0x90002)// 1M 以后的擴(kuò)展內(nèi)存大?。↘B）。#define DRIVE_INFO (*(struct drive_info *)0x90080)// 硬盤參數(shù)表基址。#define ORIG_ROOT_DEV (*(unsigned short *)0x901FC)// 根文件系統(tǒng)所在設(shè)備號。/* * 是啊，是啊，下面這段程序很差勁，但我不知道如何正確地實(shí)現(xiàn)，而且好象
 * 它還能運(yùn)行。如果有關(guān)于實(shí)時(shí)時(shí)鐘更多的資料，那我很感興趣。這些都是試
 * 探出來的，以及看了一些bios 程序，呵！ */
// 這段宏讀取CMOS 實(shí)時(shí)時(shí)鐘信息。
// 0x70 是寫端口號，0x80|addr 是要讀取的CMOS 內(nèi)存地址。
// 0x71 是讀端口號。
/*
#define CMOS_READ(addr) ({ \outb_p(0x80|addr,0x70); \inb_p(0x71); \})*/
_inline unsigned char CMOS_READ(unsigned char addr)
{
	outb_p(addr,0x70);
	return inb_p(0x71);
}

// 將BCD 碼轉(zhuǎn)換成數(shù)字。#define BCD_TO_BIN(val) ((val)=((val)&15) + ((val)>>4)*10)
// 該子程序取CMOS 時(shí)鐘，并設(shè)置開機(jī)時(shí)間 startup_time(為從1970-1-1-0 時(shí)起到開機(jī)時(shí)的秒數(shù))。static void time_init(void){	struct tm time;	do {// 參見后面CMOS 內(nèi)存列表。		time.tm_sec = CMOS_READ(0);
		time.tm_min = CMOS_READ(2);		time.tm_hour = CMOS_READ(4);		time.tm_mday = CMOS_READ(7);		time.tm_mon = CMOS_READ(8);		time.tm_year = CMOS_READ(9);	} while (time.tm_sec != CMOS_READ(0));	BCD_TO_BIN(time.tm_sec);	BCD_TO_BIN(time.tm_min);	BCD_TO_BIN(time.tm_hour);	BCD_TO_BIN(time.tm_mday);	BCD_TO_BIN(time.tm_mon);	BCD_TO_BIN(time.tm_year);	time.tm_mon--;	startup_time = kernel_mktime(&time);}static long memory_end = 0;// 機(jī)器具有的內(nèi)存（字節(jié)數(shù)）。static long buffer_memory_end = 0;// 高速緩沖區(qū)末端地址。static long main_memory_start = 0;// 主內(nèi)存（將用于分頁）開始的位置。struct drive_info { char dummy[32]; } drive_info;// 用于存放硬盤參數(shù)表信息。void main_rename(void)		/* 這里確實(shí)是void，并沒錯(cuò)。 */{			/* 在startup 程序(head.s)中就是這樣假設(shè)的。 *//* * 此時(shí)中斷仍被禁止著，做完必要的設(shè)置后就將其開啟。 */
	// 下面這段代碼用于保存：
	// 根設(shè)備號 -> ROOT_DEV； 高速緩存末端地址 -> buffer_memory_end；
	// 機(jī)器內(nèi)存數(shù) -> memory_end；主內(nèi)存開始地址 -> main_memory_start； 	ROOT_DEV = ORIG_ROOT_DEV; 	drive_info = DRIVE_INFO;	memory_end = (1<<20) + (EXT_MEM_K<<10);// 內(nèi)存大小=1Mb 字節(jié)+擴(kuò)展內(nèi)存(k)*1024 字節(jié)。	memory_end &= 0xfffff000;			// 忽略不到4Kb（1 頁）的內(nèi)存數(shù)。	if (memory_end > 16*1024*1024)		// 如果內(nèi)存超過16Mb，則按16Mb 計(jì)。		memory_end = 16*1024*1024;	if (memory_end > 12*1024*1024)		// 如果內(nèi)存>12Mb，則設(shè)置緩沖區(qū)末端=4Mb		buffer_memory_end = 4*1024*1024;	else if (memory_end > 6*1024*1024)	// 否則如果內(nèi)存>6Mb，則設(shè)置緩沖區(qū)末端=2Mb		buffer_memory_end = 2*1024*1024;	else		buffer_memory_end = 1*1024*1024;// 否則則設(shè)置緩沖區(qū)末端=1Mb	main_memory_start = buffer_memory_end;// 主內(nèi)存起始位置=緩沖區(qū)末端；#ifdef RAMDISK	// 如果定義了虛擬盤，則主內(nèi)存將減少。	main_memory_start += rd_init(main_memory_start, RAMDISK*1024);#endif
// 以下是內(nèi)核進(jìn)行所有方面的初始化工作。閱讀時(shí)最好跟著調(diào)用的程序深入進(jìn)去看，實(shí)在看
// 不下去了，就先放一放，看下一個(gè)初始化調(diào)用-- 這是經(jīng)驗(yàn)之談:)	mem_init(main_memory_start,memory_end);	trap_init();	// 陷阱門（硬件中斷向量）初始化。（kernel/traps.c）	blk_dev_init();	// 塊設(shè)備初始化。（kernel/blk_dev/ll_rw_blk.c）	chr_dev_init();	// 字符設(shè)備初始化。（kernel/chr_dev/tty_io.c）空，為以后擴(kuò)展做準(zhǔn)備。	tty_init();		// tty 初始化。（kernel/chr_dev/tty_io.c）	time_init();	// 設(shè)置開機(jī)啟動(dòng)時(shí)間 -> startup_time。	sched_init();	// 調(diào)度程序初始化(加載了任務(wù)0 的tr, ldtr) （kernel/sched.c）	buffer_init(buffer_memory_end);// 緩沖管理初始化，建內(nèi)存鏈表等。（fs/buffer.c）	hd_init();		// 硬盤初始化。（kernel/blk_dev/hd.c）	floppy_init();	// 軟驅(qū)初始化。（kernel/blk_dev/floppy.c）	sti();			// 所有初始化工作都做完了，開啟中斷。

// 下面過程通過在堆棧中設(shè)置的參數(shù)，利用中斷返回指令切換到任務(wù)0。	move_to_user_mode();	// 移到用戶模式。（include/asm/system.h）	if (!fork()) {		/* we count on this going ok */		init();	}/* * 注意!! 對于任何其它的任務(wù)，'pause()'將意味著我們必須等待收到一個(gè)信號才會返 * 回就緒運(yùn)行態(tài)，但任務(wù)0（task0）是唯一的意外情況（參見'schedule()'），因?yàn)槿?/span> * 務(wù)0 在任何空閑時(shí)間里都會被激活（當(dāng)沒有其它任務(wù)在運(yùn)行時(shí)）， * 因此對于任務(wù)0'pause()'僅意味著我們返回來查看是否有其它任務(wù)可以運(yùn)行，如果沒 * 有的話我們就回到這里，一直循環(huán)執(zhí)行'pause()'。 */	for(;;) pause();} // end main
static int printf(const char *fmt, ...)// 產(chǎn)生格式化信息并輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備stdout(1)，這里是指屏幕上顯示。參數(shù)'*fmt'
// 指定輸出將采用的格式，參見各種標(biāo)準(zhǔn)C 語言書籍。該子程序正好是vsprintf 如何使
// 用的一個(gè)例子。
// 該程序使用vsprintf()將格式化的字符串放入printbuf 緩沖區(qū)，然后用write()
// 將緩沖區(qū)的內(nèi)容輸出到標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備（1--stdout）。
{	va_list args;	int i;	va_start(args, fmt);	write(1,printbuf,i=vsprintf(printbuf, fmt, args));	va_end(args);	return i;}static char * argv_rc[] = { "/bin/sh", NULL };// 調(diào)用執(zhí)行程序時(shí)參數(shù)的字符串?dāng)?shù)組。static char * envp_rc[] = { "HOME=/", NULL };// 調(diào)用執(zhí)行程序時(shí)的環(huán)境字符串?dāng)?shù)組。static char * argv[] = { "-/bin/sh",NULL };		// 同上。static char * envp[] = { "HOME=/usr/root", NULL };void init(void){	int pid,i;

// 讀取硬盤參數(shù)包括分區(qū)表信息并建立虛擬盤和安裝根文件系統(tǒng)設(shè)備。
// 該函數(shù)是在25 行上的宏定義的，對應(yīng)函數(shù)是sys_setup()，在kernel/blk_drv/hd.c。	setup((void *) &drive_info);
	(void) open("/dev/tty0",O_RDWR,0);	// 用讀寫訪問方式打開設(shè)備“/dev/tty0”，
										// 這里對應(yīng)終端控制臺。
										// 返回的句柄號0 -- stdin 標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備。	(void) dup(0);		// 復(fù)制句柄，產(chǎn)生句柄1 號-- stdout 標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備。	(void) dup(0);		// 復(fù)制句柄，產(chǎn)生句柄2 號-- stderr 標(biāo)準(zhǔn)出錯(cuò)輸出設(shè)備。	printf("%d buffers = %d bytes buffer space\n\r",NR_BUFFERS, \		NR_BUFFERS*BLOCK_SIZE);	// 打印緩沖區(qū)塊數(shù)和總字節(jié)數(shù)，每塊1024 字節(jié)。	printf("Free mem: %d bytes\n\r",memory_end-main_memory_start);//空閑內(nèi)存字節(jié)數(shù)。

// 下面fork()用于創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程(子任務(wù))。對于被創(chuàng)建的子進(jìn)程，fork()將返回0 值，
// 對于原(父進(jìn)程)將返回子進(jìn)程的進(jìn)程號。所以if (!(pid=fork())) {...} 內(nèi)是子進(jìn)程執(zhí)行的內(nèi)容。
// 該子進(jìn)程關(guān)閉了句柄0(stdin)，以只讀方式打開/etc/rc 文件，并執(zhí)行/bin/sh 程序，所帶參數(shù)和
// 環(huán)境變量分別由argv_rc 和envp_rc 數(shù)組給出。參見后面的描述。	if (!(pid=fork())) {		close(0);		if (open("/etc/rc",O_RDONLY,0))			_exit(1);	// 如果打開文件失敗，則退出(/lib/_exit.c)。		execve("/bin/sh",argv_rc,envp_rc);	// 裝入/bin/sh 程序并執(zhí)行。(/lib/execve.c)		_exit(2);	// 若execve()執(zhí)行失敗則退出(出錯(cuò)碼2,“文件或目錄不存在”)。	}

// 下面是父進(jìn)程執(zhí)行的語句。wait()是等待子進(jìn)程停止或終止，其返回值應(yīng)是子進(jìn)程的
// 進(jìn)程號(pid)。這三句的作用是父進(jìn)程等待子進(jìn)程的結(jié)束。&i 是存放返回狀態(tài)信息的
// 位置。如果wait()返回值不等于子進(jìn)程號，則繼續(xù)等待。	if (pid>0)		while (pid != wait(&i))		{	/* nothing */;}

// --
// 如果執(zhí)行到這里，說明剛創(chuàng)建的子進(jìn)程的執(zhí)行已停止或終止了。下面循環(huán)中首先再創(chuàng)建
// 一個(gè)子進(jìn)程，如果出錯(cuò)，則顯示“初始化程序創(chuàng)建子進(jìn)程失敗”的信息并繼續(xù)執(zhí)行。對
// 于所創(chuàng)建的子進(jìn)程關(guān)閉所有以前還遺留的句柄(stdin, stdout, stderr)，新創(chuàng)建一個(gè)
// 會話并設(shè)置進(jìn)程組號，然后重新打開/dev/tty0 作為stdin，并復(fù)制成stdout 和stderr。
// 再次執(zhí)行系統(tǒng)解釋程序/bin/sh。但這次執(zhí)行所選用的參數(shù)和環(huán)境數(shù)組另選了一套（見上面）。
// 然后父進(jìn)程再次運(yùn)行wait()等待。如果子進(jìn)程又停止了執(zhí)行，則在標(biāo)準(zhǔn)輸出上顯示出錯(cuò)信息
//		“子進(jìn)程pid 停止了運(yùn)行，返回碼是i”，
// 然后繼續(xù)重試下去…，形成“大”死循環(huán)。	while (1) {		if ((pid=fork())<0) {			printf("Fork failed in init\r\n");			continue;		}		if (!pid) {			close(0);close(1);close(2);			setsid();			(void) open("/dev/tty0",O_RDWR,0);			(void) dup(0);			(void) dup(0);			_exit(execve("/bin/sh",argv,envp));		}		while (1)			if (pid == wait(&i))				break;		printf("\n\rchild %d died with code %04x\n\r",pid,i);		sync();	}	_exit(0);	/* NOTE! _exit, not exit() */}