linux reboot 实现流程
原文地址:http://blog.csdn.net/davion_zhang/article/details/52233043
一、版本说明
嵌入式Linux 下面的reboot命令看似简单,但出问题时定位起来发现别有洞天。
下面就按在shell下执行reboot命令之后程序的执行过程进行解析。
Busybox:1.23.2 ——制作跟文件系统,/sbin/reboot程序的由来
Libc:2.6.1 ——标准C库
Linux kernel:2.6.35 ——内核版本
二、流程简介
如图所示是reboot的简要流程图。
普通的reboot是通过busybox为入口,进入halt_main函数,然后给init进程发送SIGTERM信号,init进程接收到信号后给其他进程发送终止信号,最后调用C库函数reboot,reboot通过系统调用sys_reboot进入内核,内核将整个系统重启。其中在shell中执行reboot –f则通过halt_main直接调用C函数reboot,不经过init进程。
三、代码详解
1.reboot命令端
执行reboot命令,busybox检查当前命令为reboot,进入函数halt_main,
reboot,halt和poweroff都会进入这个函数,不同的命令发送的信号和执行的操作不同。
现只分析reboot的情况。
代码如下
- int halt_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
- int halt_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
- {
- static const int magic[] = {
- RB_HALT_SYSTEM,
- RB_POWER_OFF,
- RB_AUTOBOOT
- };
- static const smallint signals[] = { SIGUSR1, SIGUSR2, SIGTERM };
- int delay = 0;
- int which, flags, rc;
- /* Figure out which applet we're running */
- for (which = 0; "hpr"[which] != applet_name[0]; which++)
- continue;
- /* Parse and handle arguments */
- opt_complementary = "d+"; /* -d N */
- /* We support -w even if !ENABLE_FEATURE_WTMP,
- * in order to not break scripts.
- * -i (shut down network interfaces) is ignored.
- */
- flags = getopt32(argv, "d:nfwi", &delay);
- sleep(delay);
- write_wtmp();
- if (flags & 8) /* -w */
- return EXIT_SUCCESS;
- if (!(flags & 2)) /* no -n */
- sync();
- /* Perform action. */
- rc = 1;
- if (!(flags & 4)) { /* no -f */
- //TODO: I tend to think that signalling linuxrc is wrong
- // pity original author didn't comment on it...
- if (ENABLE_FEATURE_INITRD) {
- /* talk to linuxrc */
- /* bbox init/linuxrc assumed */
- pid_t *pidlist = find_pid_by_name("linuxrc");
- if (pidlist[0] > 0)
- rc = kill(pidlist[0], signals[which]);
- if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP)
- free(pidlist);
- }
- if (rc) {
- /* talk to init */
- if (!ENABLE_FEATURE_CALL_TELINIT) {
- /* bbox init assumed */
- rc = kill(1, signals[which]);
- } else {
- /* SysV style init assumed */
- /* runlevels:
- * 0 == shutdown
- * 6 == reboot */
- execlp(CONFIG_TELINIT_PATH,
- CONFIG_TELINIT_PATH,
- which == 2 ? "6" : "0",
- (char *)NULL
- );
- bb_perror_msg_and_die("can't execute '%s'",
- CONFIG_TELINIT_PATH);
- }
- }
- } else {
- rc = reboot(magic[which]);
- }
- if (rc)
- bb_perror_nomsg_and_die();
- return rc;
- }
该函数判断reboot是否带了 -f 参数,如果带了,直接调用reboot调用C函数库
如果没带,则通过
kill(1, signals[which]);
给init进程发送SIGTERM信号。
2.init进程端
init进程初始化函数init_main将部分信号进行重定义
- bb_signals_recursive_norestart(0
- + (1 << SIGINT) /* Ctrl-Alt-Del */
- + (1 << SIGQUIT) /* re-exec another init */
- fdef SIGPWR
- + (1 << SIGPWR) /* halt */
- ndif
- + (1 << SIGUSR1) /* halt */
- + (1 << SIGTERM) /* reboot */
- + (1 << SIGUSR2) /* poweroff */
- f ENABLE_FEATURE_USE_INITTAB
- + (1 << SIGHUP) /* reread /etc/inittab */
- ndif
- , record_signo);
- void record_signo(int signo)
- {
- bb_got_signal = signo;
- }
将SIGUSR1(halt) SIGUSR2(poweroff) SIGTERM(reboot)信号存入全局变量bb_got_signal中。
在init_main的最后进入一个while(1)循环,不断检查信号和等待子进程的退出
其中check_delayed_sigs就是用来检查这个全局变量的,如下:
- while (1) {
- int maybe_WNOHANG;
- maybe_WNOHANG = check_delayed_sigs();
- /* (Re)run the respawn/askfirst stuff */
- run_actions(RESPAWN | ASKFIRST);
- maybe_WNOHANG |= check_delayed_sigs();
- /* Don't consume all CPU time - sleep a bit */
- sleep(1);
- maybe_WNOHANG |= check_delayed_sigs();
- /* Wait for any child process(es) to exit.
- *
- * If check_delayed_sigs above reported that a signal
- * was caught, wait will be nonblocking. This ensures
- * that if SIGHUP has reloaded inittab, respawn and askfirst
- * actions will not be delayed until next child death.
- */
- if (maybe_WNOHANG)
- maybe_WNOHANG = WNOHANG;
- while (1) {
- pid_t wpid;
- struct init_action *a;
- /* If signals happen _in_ the wait, they interrupt it,
- * bb_signals_recursive_norestart set them up that way
- */
- wpid = waitpid(-1, NULL, maybe_WNOHANG);
- if (wpid <= 0)
- break;
- a = mark_terminated(wpid);
- if (a) {
- message(L_LOG, "process '%s' (pid %d) exited. "
- "Scheduling for restart.",
- a->command, wpid);
- }
- /* See if anyone else is waiting to be reaped */
- maybe_WNOHANG = WNOHANG;
- }
- } /* while (1) */
而里面的while(1)一般会阻塞在waitpid中,那么信号检查是不是会有问题?
WNOHANG 如果没有可用的子进程退出状态,立即返回而不是阻塞
但maybe_WNOHANG的值应该是0,不是WNOHANG(=1)感觉还是会阻塞。我这样理解的,因为所有的用户进程都是init进程的子进程,我判断前面执行reboot时也是一个子进程,halt_main发送完信号后就会退出,init接收到信号而且waitpid成功,然后跳出循环检查信号。
下面看一下信号的处理部分
- static int check_delayed_sigs(void)
- {
- int sigs_seen = 0;
- while (1) {
- smallint sig = bb_got_signal;
- if (!sig)
- return sigs_seen;
- bb_got_signal = 0;
- sigs_seen = 1;
- #if ENABLE_FEATURE_USE_INITTAB
- if (sig == SIGHUP)
- reload_inittab();
- #endif
- if (sig == SIGINT)
- run_actions(CTRLALTDEL);
- if (sig == SIGQUIT) {
- exec_restart_action();
- /* returns only if no restart action defined */
- }
- if ((1 << sig) & (0
- #ifdef SIGPWR
- + (1 << SIGPWR)
- #endif
- + (1 << SIGUSR1)
- + (1 << SIGUSR2)
- + (1 << SIGTERM)
- )) {
- halt_reboot_pwoff(sig);
- }
- }
- }
判断为SIGTERM进入halt_reboot_pwoff函数
- static void halt_reboot_pwoff(int sig)
- {
- const char *m;
- unsigned rb;
- /* We may call run() and it unmasks signals,
- * including the one masked inside this signal handler.
- * Testcase which would start multiple reboot scripts:
- * while true; do reboot; done
- * Preventing it:
- */
- reset_sighandlers_and_unblock_sigs();
- run_shutdown_and_kill_processes();
- m = "halt";
- rb = RB_HALT_SYSTEM;
- if (sig == SIGTERM) {
- m = "reboot";
- rb = RB_AUTOBOOT;
- } else if (sig == SIGUSR2) {
- m = "poweroff";
- rb = RB_POWER_OFF;
- }
- message(L_CONSOLE, "Requesting system %s", m);
- pause_and_low_level_reboot(rb);
- /* not reached */
- }
reset_sighandlers_and_unblock_sigs函数将信号重置回默认处理。
- static void reset_sighandlers_and_unblock_sigs(void)
- {
- bb_signals(0
- + (1 << SIGUSR1)
- + (1 << SIGUSR2)
- + (1 << SIGTERM)
- + (1 << SIGQUIT)
- + (1 << SIGINT)
- + (1 << SIGHUP)
- + (1 << SIGTSTP)
- + (1 << SIGSTOP)
- , SIG_DFL);
- sigprocmask_allsigs(SIG_UNBLOCK);
- }
run_shutdown_and_kill_processes函数给所有进程发送SIGTERM信号并执行sync(保存数据)
延时后再次发送SIGKILL信号,这里说明一下为什么要发送SIGKILL信号,一般的SIGINT和SIGTERM信号都可以屏蔽或转作他用,SIGKILL信号是不可被屏蔽的,
这样告诉其他进程必须终止。
- static void run_shutdown_and_kill_processes(void)
- {
- /* Run everything to be run at "shutdown". This is done _prior_
- * to killing everything, in case people wish to use scripts to
- * shut things down gracefully... */
- run_actions(SHUTDOWN);
- message(L_CONSOLE | L_LOG, "The system is going down NOW!");
- /* Send signals to every process _except_ pid 1 */
- kill(-1, SIGTERM);
- message(L_CONSOLE | L_LOG, "Sent SIG%s to all processes", "TERM");
- sync();
- sleep(1);
- kill(-1, SIGKILL);
- message(L_CONSOLE, "Sent SIG%s to all processes", "KILL");
- sync();
- /*sleep(1); - callers take care about making a pause */
- }
最终进入函数pause_and_low_level_reboot,起一个轻量级进程执行reboot标准C函数
- static void pause_and_low_level_reboot(unsigned magic)
- {
- pid_t pid;
- /* Allow time for last message to reach serial console, etc */
- sleep(1);
- /* We have to fork here, since the kernel calls do_exit(EXIT_SUCCESS)
- * in linux/kernel/sys.c, which can cause the machine to panic when
- * the init process exits... */
- pid = vfork();
- if (pid == 0) { /* child */
- reboot(magic);
- _exit(EXIT_SUCCESS);
- }
- while (1)
- sleep(1);
- }
到这里busybox里面的内容全部处理完。
3.标准C函数reboot
前面执行reboot -f 就是直接执行的这个函数
reboot函数比较简单,直接进行系统调用进入内核。(0xffe1dead feeldead这个魔术还是比较有意思的)
其中参数howto为RB_AUTOBOOT=0x01234567
sysdeps/unix/sysv/linux/reboot.c
- int
- reboot (int howto)
- {
- return INLINE_SYSCALL (reboot, 3, (int) 0xfee1dead, 672274793, howto);
- }
4.内核系统调用
kernel/sys.c
- SYSCALL_DEFINE4(reboot, int, magic1, int, magic2, unsigned int, cmd,
- void __user *, arg)
- {
- 。。。
- mutex_lock(&reboot_mutex);
- switch (cmd) {
- case LINUX_REBOOT_CMD_RESTART:
- kernel_restart(NULL);
- break;
- case LINUX_REBOOT_CMD_CAD_ON:
- C_A_D = 1;
- break;
- case LINUX_REBOOT_CMD_CAD_OFF:
- C_A_D = 0;
- break;
- case LINUX_REBOOT_CMD_HALT:
- kernel_halt();
- do_exit(0);
- panic("cannot halt");
- case LINUX_REBOOT_CMD_POWER_OFF:
- kernel_power_off();
- do_exit(0);
- break;
- 。。。
- default:
- ret = -EINVAL;
- break;
- }
- mutex_unlock(&reboot_mutex);
- return ret;
- }
进入
case LINUX_REBOOT_CMD_RESTART:
kernel_restart(NULL);
break;
调用kernel_restart函数
——>machine_restart
- void machine_restart(char *cmd)
- {
- machine_shutdown();
- if (ppc_md.restart)
- ppc_md.restart(cmd);
- #ifdef CONFIG_SMP
- smp_send_stop();
- #endif
- printk(KERN_EMERG "System Halted, OK to turn off power\n");
- local_irq_disable();
- while (1) ;
- }
这个函数之后就与具体的架构有关系了。
下面是powerpc P1020芯片的复位
ppc_md.restart(cmd);的函数原型在/arch/powerpc/platforms/85xx中定义
- define_machine(p2020_rdb_pc) {
- .name = "P2020RDB-PC",
- .probe = p2020_rdb_pc_probe,
- .setup_arch = mpc85xx_rdb_setup_arch,
- .init_IRQ = mpc85xx_rdb_pic_init,
- #ifdef CONFIG_PCI
- .pcibios_fixup_bus = fsl_pcibios_fixup_bus,
- #endif
- .get_irq = mpic_get_irq,
- .restart = fsl_rstcr_restart,
- .calibrate_decr = generic_calibrate_decr,
- .progress = udbg_progress,
- };
- void fsl_rstcr_restart(char *cmd)
- {
- local_irq_disable();
- if (rstcr)
- /* set reset control register */
- out_be32(rstcr, 0x2); /* HRESET_REQ */
- while (1) ;
- }
最终cpu往寄存器Reset control register(0x000E_00B0)中写2
也就是往管脚HRESET_REQ发出了一个信号,该信号应该与HRESET硬复位管脚相连
这样就实现了CPU的复位
linux reboot 实现流程相关推荐
- I.MX6 Linux Qt 启动流程跟踪
/*************************************************************************** I.MX6 Linux Qt 启动流程跟踪* ...
- 我的内核学习笔记13:x86平台linux系统重启流程跟踪
一直以来,笔者只知道重启Linux系统性使用reboot,但对其过程却无所知,涉及到哪些知识点也无概念.本文就跟踪一下重启的流程,平台为Intel x86,Linux内核版本为3.17.行文中&quo ...
- linux的启动流程和加载程序
linux的启动流程和加载程序 先来了解一下整个过程,大致知道linux是怎么启动的. 启动时要加载内核,让内核来驱动硬件,这样才算是一个真正的操作系统 但内核启动前是要做一些其它工作的.启动过过程如 ...
- Android 关机(reboot)流程 -- sys.powerctl
Base On Android 4.2 recovery 和 reboot流程 part 1. reboot recovery流程. 1,RecoverySystem.java中 privat ...
- linux操作系统启动流程与kickstart文件制作
文章目录 一.Linux操作系统启动流程 1.1.简单回顾linux系统组成以及内核作用 1.2.简单了解一下磁盘构成以及相关基础知识 二.CentOS 启动流程(只适用于MBR类型的PC架构主机) ...
- Linux开机启动流程分析
Linux开机启动十步骤 收藏分享2012-2-6 11:15| 发布者: 红黑魂| 查看数: 1366| 评论数: 0|来自: 比特网 摘要: 开机过程指的是从打开计算机电源直到LINUX显示用户登 ...
- Arch Linux 安装简明流程
Arch Linux 安装简明流程 这是一篇为 GPT/EFI 引导 的电脑安装 Arch Linux(双系统)的中文简明流程,尽可能省略了可以省略的流程与文字以使得篇幅尽量短小,基本上基于 Arch ...
- 【内核】linux内核启动流程详细分析【转】
转自:http://www.cnblogs.com/lcw/p/3337937.html Linux内核启动流程 arch/arm/kernel/head-armv.S 该文件是内核最先执行的一个文件 ...
- 【内核】linux内核启动流程详细分析
Linux内核启动流程 arch/arm/kernel/head-armv.S 该文件是内核最先执行的一个文件,包括内核入口ENTRY(stext)到start_kernel间的初始化代码, 主要作用 ...
- Linux的系统启动流程
Linux的系统启动流程 一.systemd进程介绍 1.systemd服务介绍 2.systemd功能 3.服务单元 3.查看以激活状态的服务单元 4.查看服务之间的依赖关系 二.Linux的运行级 ...
最新文章
- 2015-03-19 My Appointment text read case
- 为什么要给计算机配置IP地址,更改ip地址 为何要重启电脑
- presto .vs impala .vs HAWQ query engine
- 最便宜的双模5G手机来了!其它单模5G瞬间无光
- mysql并发死锁问题解决
- java boolean 对象_为什么Java后端用Boolean属性筛选不出对象,但改成String类型就可以了?...
- 安装@vue/cli脚手架又又又出问题啦!!!
- 【小插件】文字镂空“LSP”制作空心文字CAD
- 服务器做中转站,搭建 git 本地中转站
- oracle锁表查询及释放进程
- html转微信公众号,通过htmlparse动态抓取微信公众号的文章
- 求助文,缺少stubs-n32_hard.h
- 产品分析报告 | 二手市场面临着什么痛点?
- k8s教程(pod篇)-污点与容忍
- C#给图片加水印文字或图片
- OC的单例模式的实现
- 分享一款国产并口PSRAM存储芯片EMI164NA16LM
- 中国方言地图的总结与展望
- 进程监控工具 Procmon有Linux版本了
- 《越狱》中的项目管理——两个版本的对比