kernel_execve函数

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本文介绍Linux内核如何通过kernel_execve()调用用户空间应用程序。此函数常见于init/main.c文件中用于启动init进程，例如/sbin/init，并在kernel/kmod.c的___call_usermodehelper()函数中调用用户空间程序。

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内核空间调用用户空间的应用程序，通过kernel_execve（）实现。
   其实现比较简单：
   arch/arm/kernel/sys_arm.c

   在init/main.c中最后会通过kernel_execve()来调用用户空间的init进程（如/sbin/init, /etc/init, /bin/init等）。
   在kernel/kmod.c中的___call_usermodehelper()函数，会通过kernel_execve()来调用用户空间的程序。

【Linux0.11代码分析】07 之 kernel execve() 函数 实现原理
|~~~热爱生活、努力学习的小伙汁~~~|
05-10 1155
【Linux0.11代码分析】07 之 kernel execve()函数 实现原理
Linux进程调用execve,linux内核系统调用函数do_execve()解析实例源码
weixin_34942564的博客
04-28 777
linux内核系统调用函数do_execve()解析，彻底解析内核调用用户空间代码入口函数do_execve()sys_execve() –> do_execve()/usr/src/linux/fs/exec.cint do_execve(char * filename,char __user *__user *argv,char __user *__user *envp,struct p...
linux内核-系统调用execve()
guoguangwu的专栏
11-28 4844
​ 读者在linux内核-系统调用fork、vfork与clone中已经看到，进程通常是按其父进程的原样复制出来的，在多数情况下，如果复制出来的子进程不能与父进程分道扬镳，走自己的路，那就没多大意义。所以，执行一个新的可执行程序时进程生命历程中关键性的一步。linux为此提供了一个系统调用execve，而在C语言的程序库中则又在此基础上向应用程序提供一整套的库函数，包括execl、execlp、execle、execlco、execve和execvp。此外，还有库函数system，也与execve有 ...
Linux学习笔记（四）：Linux启动从kernel_init到kernel_execve切换到用户态init进程
最新发布
2402_87288810的博客
04-07 606
在完成这些基础初始化后，start_kernel()会调用rest_init()函数进行最后的启动准备。在Linux内核启动过程中，当进入C语言执行阶段后，系统会调用start_kernel()函数进行核心初始化。这三种方式按照优先级依次尝试，只有当高优先级方式不可行时才会尝试下一级方式，最终确保系统总能启动一个用户空间进程。这些进程的创建标志着内核从初始化阶段转入正常运行阶段，开始提供完整的操作系统服务。
Linux 进程启动 execve 系统调用内核源码解析
小立仔
06-27 2990
Linux 进程启动 execve 系统调用的简单使用，以及其内核源码详细解析
[转]execve() - Unix, Linux System Call
weixin_30312557的博客
05-06 135
link:http://www.tutorialspoint.com/unix_system_calls/execve.htmNAMEexecve - execute programSYNOPSIS#include <unistd.h>int execve(const char *filename, char *const argv[], char *...
execve系统调用_系统调用execve的入口sys_execve() | 学步园
weixin_39870413的博客
12-31 762
/** sys_execve() executes a new program.*/long sys_execve(const char __user *name, //需要执行的文件的绝对路径(存于用户空间)const char __user *const __user *argv, //传入系统调用的参数(存于用户空间)const char __user *const __user *env...
进程：execve加载流程
大昱的博客
08-06 525
execve函数用于装载一个可执行文件以进程为单位加载到内存中，execve在内核空间中的调用可以追溯到kernel_execve -> run_init_process函数，而用户空间通过SYSCALL_DEFINE3(execve...)->do_execve进入函数
The Linux Kernel API.rar_Kernel_The Linux Kernel API_linux kern
09-19
例如，`open()`用于打开文件或设备，`read()`和`write()`用于读写文件，`fork()`用于创建进程，`execve()`用于执行新的程序，`malloc()`和`free()`则涉及内存管理等。通过这些API，开发者可以实现文件操作、进程控制...
Linux内核分析课程7_execve()函数对应的系统调用处理过程
Eijsan
04-19 2244
Linux内核课第七周作业。本文在云课堂中实验楼完成。 唐国泽 原创作品转载请注明出处 《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000 昔者庄周梦为蝴蝶，栩栩然蝴蝶也，自喻适志与，不知周也。俄然觉，则蘧蘧然周也。不知周之梦为蝴蝶与，蝴蝶之梦为周与？周与蝴蝶，则必有分矣。此之谓物化。（《庄子·齐物论》）
linux内核代码init进程,干货 | 剖析 Linux 系统下的 init 进程
weixin_42300960的博客
04-28 1108
Linux 系统中的 init 进程(pid=1)是除了 idle 进程(pid=0，也就是 init_task)之外另一个比较特殊的进程，它是 Linux 内核开始建立起进程概念时第一个通过 kernel_thread 产生的进程，其开始在内核态执行，然后通过一个系统调用，开始执行用户空间的 /sbin/init 程序。期间 Linux 内核也经历了从内核态到用户态的特权级转变，/sbin/in...
Linux execve函数详解
pursuit的博客
03-13 3299
描述execve()执行由pathname引用的程序。这会导致当前由调用进程运行的程序被一个新程序替换，该新程序具有新初始化的堆栈、堆和（已初始化和未初始化）数据段。pathname必须是二进制可执行文件或以形式为开头的脚本。argv是传递给新程序作为其命令行参数的字符串指针数组。按照惯例，这些字符串中第一个（即argv[0]）应包含与正在执行文件相关联的文件名。argv数组必须以NULL指针结尾。（因此，在新程序中，argv[argc]将为NULL）。envp是传递给新程序环境变量的字符串指针数组。
linux中的可执行二进制文件执行流程（ELF）
gzhu_flyingbird的博客
07-20 4775
LD_PRELOAD,execve,Linux
Linux学习第三周 Linux内核启动过程
u010579261的博客
03-13 241
一.知识点回顾 1.计算机的“三个法宝”：存储程序计算机，中断，函数调用堆栈； 2.操作系统的“两把宝剑”：中断上下文的切换（保存现场和恢复现场），进程上下文的切换。 二.实验内容 1.启动menuos 执行命令   cd LinuxKernel/            qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd ro
内核启动：阶段三
2621593260的专栏
10-25 749
内核启动阶段三： 主要任务一览： （1）创建第一个内核线程kernel_init （2）初始化设备驱动 （3）挂接根文件系统 （4）执行应用程序 在init/main.c中定义了下面几个主要函数： /*  * We need to finalize in a non-__init function or else race conditions  * between the
如何在linux内核中调用用户空间的程序
tuyerv的博客
06-29 322
教科书里的Linux代码例子都已作古，所以看到的代码不能当真，领会意思就行了 比如以前的init进程的启动代码 execve(init_filename,argv_init,envp_init); 现在改为 static void run_init_process(char *init_filename) { argv_init[0] = init_file...
linux的init进程pid,Linux系统下init进程的前世今生
weixin_39980360的博客
05-15 315
Linux系统中的init进程(pid=1)是除了idle进程(pid=0，也就是init_task)之外另一个比较特殊的进程，它是Linux内核开始建立起进程概念时第一个通过kernel_thread产生的进程，其开始在内核态执行，然后通过一个系统调用，开始执行用户空间的/sbin/init程序，期间Linux内核也经历了从内核态到用户态的特权级转变，/sbin/init极有可能产生出了shel...
procd系列一：内核启动流程
weixin_43412488的博客
12-13 1269
procd
详细解释一下kernel_init
03-29
<think>好的，我现在要详细解释一下Linux内核初始化过程中的`kernel_init`函数。首先，我需要回顾一下用户之前的问题和提供的回答，确保我的解释符合他们的需求和已有的知识框架。用户之前询问了内核初始化流程，得到了一个分阶段的详细回答，其中提到了`kernel_init`作为创建用户态init进程的一部分。现在用户希望更深入地了解`kernel_init`，所以我的任务就是详细解释这个函数的作用、执行步骤以及相关细节。 首先，我需要确认自己对`kernel_init`的理解是否正确。`kernel_init`是Linux内核在完成主要的内核初始化（由`start_kernel`函数处理）之后，由`rest_init`函数启动的一个关键函数。它的主要职责是准备用户空间环境，并启动用户空间的第一个进程（通常是`/sbin/init`或systemd）。这个过程可能包括挂载根文件系统、加载必要的驱动程序、执行初始化脚本等步骤。 接下来，我需要考虑用户可能的疑问点。比如，用户可能想知道`kernel_init`是如何从内核态切换到用户态的，如何处理initramfs，或者当根文件系统无法挂载时的错误处理机制。此外，用户可能对内核如何选择init程序（比如如何确定路径）感兴趣，或者涉及到安全启动、内核参数的影响等方面的问题。 为了确保回答的准确性，我需要查阅相关的内核源代码（如`init/main.c`中的代码），确认函数的具体实现步骤。例如，`kernel_init`函数通常会尝试执行指定的init程序，如果失败，会回退到其他可能的路径。同时，还需要了解内核如何处理initramfs，何时解压并切换到真实的根文件系统。此外，内核参数的解析（如`root=`、`init=`等）也会影响`kernel_init`的行为，这部分需要详细解释。 在结构上，我应该按照逻辑顺序组织内容，可能分为以下几个部分： 1. `kernel_init`的上下文：它在整个内核初始化流程中的位置。 2. 主要任务：挂载根文件系统、执行用户空间init进程。 3. 详细步骤分解：包括initramfs的处理、根文件系统的挂载、执行init程序的不同尝试路径。 4. 错误处理和回退机制：当init程序无法执行时的应对措施。 5. 内核参数的影响：如`init=`、`root=`等参数如何改变`kernel_init`的行为。 6. 安全相关：如内核如何验证init程序的完整性（如果有安全启动的话）。 需要确保语言清晰，技术术语准确，同时避免过于晦涩。例如，在解释挂载根文件系统时，可能需要简要说明initramfs的作用，以及为什么需要它来加载必要的驱动程序。对于用户可能不熟悉的术语（如VFS、PID 1），需要适当解释。 另外，需要验证一些技术细节是否正确。例如，当`kernel_init`执行用户空间程序时，是否通过调用`execve`系统调用，或者是否涉及特定的内核线程转换为用户进程。这部分可能需要参考内核源代码或权威文档来确认。例如，PID 1的进程是如何从内核线程转变为用户进程的，是否涉及特殊的上下文切换。 还要考虑不同架构或内核版本的差异。比如，某些步骤可能在ARM架构和设备树（DTB）环境下有所不同，或者较新的内核版本可能引入了不同的初始化机制（如systemd作为默认init系统）。需要指出这些可能的差异，但保持回答的通用性，除非用户特别提到某个架构或版本。 最后，总结`kernel_init`的重要性和常见问题，帮助用户理解其在内核启动过程中的关键作用，并可能提供调试技巧，如使用`initcall_debug`参数或查看启动日志的方法，以帮助用户在实际应用中排查相关问题。</think>--- ### **详细解释 `kernel_init` 函数** `kernel_init` 是 Linux 内核初始化过程中一个关键函数，负责从内核空间过渡到用户空间，启动用户态的第一个进程（通常为 `init` 进程，PID=1）。以下是其详细执行流程和核心任务： --- ### **1. `kernel_init` 的上下文** - **调用位置**：在 `start_kernel()` 完成内核核心子系统初始化后，由 `rest_init()` 函数创建内核线程并调用 `kernel_init`。 - **执行模式**：初始运行在内核线程上下文，最终通过 `execve` 系统调用切换到用户态。 --- ### **2. 核心任务** `kernel_init` 的主要目标是挂载真实的根文件系统，并执行用户空间的初始化程序。其流程可分为以下步骤： #### **2.1 初始化内核参数与环境** - **解析启动参数**：读取内核命令行参数（如 `root=`, `init=`, `rdinit=`），确定根文件系统位置和初始化程序路径。 - **加载 `initramfs`（如存在）**： - `initramfs` 是一个临时的内存文件系统，包含挂载真实根文件系统所需的驱动和工具（如磁盘控制器驱动、LVM 工具）。 - 若内核配置了 `CONFIG_BLK_DEV_INITRD`，`initramfs` 会被解压并挂载为临时根文件系统。 #### **2.2 挂载真实根文件系统** - **切换根目录**： 1. 通过 `root=` 参数指定的设备（如 `/dev/sda1`）或 UUID 找到根文件系统。 2. 调用 `prepare_namespace()` 挂载根文件系统到 `/root`。 3. 执行 `pivot_root` 或 `chroot` 切换根目录到真实文件系统。 - **卸载 `initramfs`**：挂载真实根文件系统后，释放 `initramfs` 占用的内存。 #### **2.3 执行用户空间初始化程序** `kernel_init` 尝试按优先级顺序执行以下程序： 1. **显式指定的 `init` 程序**：通过内核参数 `init=/path/to/program` 指定。 2. **默认路径尝试**： - `/sbin/init` → `/etc/init` → `/bin/init` → `/bin/sh` 3. **备用回退**：若所有路径均失败，触发内核恐慌（panic）。 --- ### **3. 关键代码逻辑（简化版）** ```c // 文件：init/main.c static int __ref kernel_init(void *unused) { // 1. 完成最后的初始化（如驱动加载） kernel_init_freeable(); // 2. 挂载真实根文件系统 if (initramfs_inuse) { /* 切换到真实根文件系统 */ prepare_namespace(); } // 3. 执行用户空间 init 程序 if (execute_command) { // 使用内核参数指定的 init 程序（例如 init=/bin/bash） ret = run_init_process(execute_command); } else { // 尝试默认路径 const char *init_paths[] = { "/sbin/init", "/etc/init", "/bin/init", "/bin/sh" }; for (const char *path : init_paths) { ret = run_init_process(path); if (ret == 0) break; } } // 4. 若全部失败，触发 panic panic("No working init found. Kernel panic!"); } ``` --- ### **4. 关键函数解析** #### **`run_init_process()`** - **作用**：通过 `execve` 系统调用执行用户空间的 `init` 程序。 - **特点**： - 替换当前内核线程的上下文为 `init` 程序。 - 成功后，原内核线程退出，用户空间的 `init` 进程成为 PID=1。 #### **`prepare_namespace()`** - **作用**： - 挂载 `devtmpfs`（动态创建设备节点）。 - 根据 `root=` 参数挂载根文件系统。 - 调用 `init_mount_tree()` 设置文件系统命名空间。 --- ### **5. 错误处理与调试** - **常见问题**： - **根文件系统未找到**：检查 `root=` 参数是否正确，确认驱动是否包含在 `initramfs` 中。 - **`init` 程序无法执行**：检查文件系统权限或使用 `init=/bin/sh` 进入救援模式。 - **调试方法**： - **内核参数**：添加 `initcall_debug` 打印初始化调用日志。 - **查看日志**：`dmesg | grep "Kernel command line"` 或 `journalctl -k`。 --- ### **6. 安全相关** - **Secure Boot**：若启用，内核会验证 `init` 程序的数字签名。 - **只读根文件系统**：通过内核参数 `ro` 挂载根文件系统为只读，后续由 `init` 程序重新挂载为读写。 --- ### **7. 流程图** ``` kernel_init() ├─ 加载 initramfs（若需） ├─ 挂载真实根文件系统（prepare_namespace） ├─ 尝试执行 init 程序（按优先级顺序） │ ├─ init= 参数指定路径 │ ├─ /sbin/init → /etc/init → /bin/init → /bin/sh │ └─ 失败则触发 panic └─ 切换为 PID=1 用户进程 ``` --- ### **总结** `kernel_init` 是内核与用户空间的桥梁，其核心任务包括： 1. **挂载根文件系统**：依赖 `initramfs` 加载必要驱动。 2. **启动用户空间 `init` 进程**：确保系统进入多用户环境。 3. **错误兜底**：若失败，触发内核恐慌以防止不稳定状态。 理解 `kernel_init` 的执行逻辑对系统启动优化、救援模式调试和嵌入式系统定制至关重要。
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