圖4-1   描述用緩存這個if程序塊為記錄表格分配內存，并把所有項都清零。注意到如果prof_shift是0（默認值），那么記錄功能就被關掉了，if程序塊不再被執(zhí)行，也不為表格分配空間。19846：內核通過調用sti（UP版本的13104行，注意該主題在第6章中有更詳細的介紹）開始接收硬件中斷。首先需要激活定時器中斷，以便后來對calibrate_delay（19654行）的調用可以計算機器的BogoMIPS的值（在下一節(jié)“BogoMIPS”中介紹）。因為一些設備驅動程序需要BogoMIPS的值，所以內核必需在大部分硬件、文件系統(tǒng)等等初始化之前計算出這個值來。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：調用smp_init（19787行），它又調用了其他的函數(shù)來激活SMP系統(tǒng)中的其他CPU：在x86的平臺上，smp_boot_cpus（4614行）初始化一些內核數(shù)據(jù)結構，這些數(shù)據(jù)結構跟蹤檢測另外的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)作為內核線程終止，這比較復雜；請參閱本章后面有關init的討論。19885：增加idle進程的need_resched標志，這樣做的原因此時可能還比較模糊。當讀完了第5、6、7章以后，就會有個清楚的概念；但是，在下一個定時器中斷結束之前（在第6章中討論），system_call（171行，在第5章中討論）函數(shù)中會注意到idle進程的need_resched標志增加了，并且調用schedule（26686行，第7章）釋放CPU，并將其賦給更應該獲取CPU的進程。19886：已經完成了內核初始化的工作—或者不管怎樣，已經把需要完成的少量責任傳遞給了init，所剩余的工作不過是進入idle循環(huán)以消耗空閑的CPU時間片。因此，本行調用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，當有實際工作要處理時，該函數(shù)就會被搶占。注意到cpu_idle只是反復調用idle系統(tǒng)調用（下一章將討論系統(tǒng)調用），它通過sys_idle（2064行）實現(xiàn)真正的idle循環(huán)—2014行對應UP版本，2044行針對SMP版本。它們通過執(zhí)行hlt（對應“halt”）指令把CPU轉入低功耗的“睡眠”狀態(tài)。只要沒有實際的工作處理，CPU都將轉入這種狀態(tài)。4.2.1   BogoMIPSBogoMIPS的數(shù)字由內核計算并在系統(tǒng)初始化的時候打印。它近似給出了每秒鐘CPU可以執(zhí)行一個短延遲循環(huán)的次數(shù)。在內核中，這個結果主要用于需要等待非常短周期的設備驅動程序—例如，等待幾微秒并查看設備的某些信息是否已經可用。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：把所有計算機性能的信息簡化為一個數(shù)字。“BogoMIPS”中的“Bogo”部分來源于“偽（bogus）”，就正是為了防止這種用法：雖然這個數(shù)字比大多數(shù)基準測試數(shù)大，但是它仍然是不準確的、容易引起誤解的、無用的和不真實的，根本不適合將它用于機器間差別的對比。但是這個數(shù)字仍然非常吸引人，這也正是我們在這里討論這個問題的原因。（BogoMIPS 中“MIPS”部分是“millions of instructions per second（百萬條指令每秒）”的縮寫，這是cpu基準測試中的一個常用單位。） calibrate_delay19654：calibrate_delay是近似計算BogoMIPS數(shù)字的內核函數(shù)。19622：作為第一次估算，calibrate_delay計算出在每一秒內執(zhí)行多少次__delay循環(huán)（6866行），也就是每個定時器滴答（timer tick）—百分之一秒—內延時循環(huán)可以執(zhí)行多少次。19664：計算一個定時器滴答內可以執(zhí)行多少次循環(huán)需要在滴答開始時就開始計數(shù)，或者應該盡可能與它接近。全局變量jiffies（16588行）中存儲了從內核開始保持跟蹤時間開始到現(xiàn)在已經經過的定時器滴答數(shù)；第6章中將介紹它的實現(xiàn)方式。jiffies保持異步更新，在一個中斷內—每秒一百次，內核暫時掛起正在處理的內容，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)就永遠不可能退出。從而，如果jiffies不聲明為volatile—簡單地說，這個值變化的原因對于編譯器是透明的，gcc仍然可能對該循環(huán)進行優(yōu)化，并引起該循環(huán)進入不能退出的狀態(tài)。雖然目前的gcc還沒有如此高的智能，然而它的維護者應該完全能夠為它實現(xiàn)這種智能。19669：定時器又前移了一個滴答，因此又產生一個新的滴答。下一步是要等待loops_per_sec延時循環(huán)調用定時器循環(huán)，接著檢測是否最少有一個完整的滴答已經完成。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，然后重新啟動這個過程。這個循環(huán)的正確性依賴于如下的事實：現(xiàn)有的機器在任何地方都不能每秒執(zhí)行232次延時循環(huán)（對于64位機來說則遠低于每秒264次)，雖然這只是一個微不足道的問題。19677：現(xiàn)在內核已經清楚loops_per_sec循環(huán)調用延時循環(huán)在這臺機器上要花費超過百分之一秒的時間才能完成，因此，內核將重新開始進行估算。為了提高效率，內核使用折半查找算法計算loops_per_sec的實際值，我們假定開始的時候，實際值在現(xiàn)在計算結果和其一半之間—實際值不可能比現(xiàn)在計算值還大，但是可以（而且可能）稍微小一點。19681：和前面使用的方式一樣，calibrate_delay查看這個loops_per_sec已經減小了的值是否還是比較大，而需要耗費一個完整的定時器間隔。如果還是相當大，實際值應該小于當前計算值或者就是當前值，因此，使用更小的值繼續(xù)查詢；如果不夠大，就使用一個更大的值繼續(xù)查詢。19691：內核有一種很好的方法來計算一個定時器滴答中執(zhí)行延時循環(huán)的次數(shù)。這個數(shù)字乘以一秒內滴答的數(shù)量就得到了每秒內可以執(zhí)行的延時循環(huán)的次數(shù)。這種計算只是一種估算，乘法也累積了誤差，因此結果并不能精確到納秒。但是這個數(shù)字供內核使用已經足夠精確了。19693：為了讓用戶感到激動，內核打印出這個數(shù)字。注意這里明顯省略了%f的格式限定—內核盡量避免浮點數(shù)運算。這個計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delay循環(huán)的核心是2條指令（decl和一條跳轉指令）。4.2.2   分析內核選項parse_options函數(shù)分析由內核引導程序發(fā)送給內核的啟動選項，在初始化過程中按照某些選項運行，并將剩余部分傳送給init進程（在本章后面部分提到）。這些選項可能已經存儲在配置文件中了，也可能是由用戶在系統(tǒng)啟動時敲入的—內核并不關心這些。類似的細節(jié)全部是內核引導程序應該關注的內容。1. parse_options19707：參數(shù)已經收集在一條長的命令行中，內核被賦給指向該命令行頭部的一個指針；內核引導程序在前面已經將該行存儲在一個指定地址中。19718：中斷下一個參數(shù)，保持指向下一個參數(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核參數(shù)；制表符并不能把當前參數(shù)和下一個參數(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內核選項的標準C字符串來使用了。如果沒有發(fā)現(xiàn)空格，就該函數(shù)關心的內容而言，其余的部分都具有相同的屬性—這只有在處理line中最后一個選項的情況下才會發(fā)生，循環(huán)就會在下次開始時結束。注意該代碼不會跳過多個空格。假設line值如下所述（兩個空格）：rw  debug這會被當作三個選項：“rw”、“”（空字符串）和“debug”。因為空字符串不是有效的內核選項，它將會被傳遞到初始化的過程（這一點隨后就可以看到）—這當然不是用戶所希望的。因此，內核引導程序應該負責對多個空格進行壓縮。LILO通過忽略用戶多敲的空格，完美地解決了這個問題。19721：現(xiàn)在開始解釋這些選項。最前面的兩個選項ro和rw指明內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，增加了調試信息的數(shù)量；這些調試信息要通過調用do_syslog打印出來（25724行）。19733：開始幾個選項是簡單的獨立標志，它們并不使用參數(shù)。內核也可以辨認形為option=value的選項。本行就是一個例子，這里內核引導程序定義了一個命令來代替init運行；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）中實現(xiàn)，這是因為它改變了該函數(shù)的局部變量。很快，你就可以看到前面三個選項之所以也在這里處理，而不是在checksetup中處理的原因。19745：大部分內核選項都是由checksetup函數(shù)分析的。如果checksetup處理了某個選項，就返回真值，循環(huán)繼續(xù)進行。19750：否則，line中沒有已經被辨認的內核選項。在這種情況下，它被作為一個供init進程使用的選項或者環(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，選項和環(huán)境變量就存儲在里面供以后init函數(shù)使用。