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--  Linux驅(qū)動開發(fā)  (http://www.hufushizhe.com/bbs/list.asp?boardid=33)
----  Linux驅(qū)動開發(fā)必看:詳解神秘內(nèi)核(1)  (http://www.hufushizhe.com/bbs/dispbbs.asp?boardid=33&id=1731)

--  作者：wangxinxin
--  發(fā)布時間：2010-11-24 11:27:27
--  Linux驅(qū)動開發(fā)必看:詳解神秘內(nèi)核(1)
命令行參數(shù)將影響啟動過程中的代碼執(zhí)行路徑。舉一個例子，假設(shè)某命令行參數(shù)為bootmode，如果該參數(shù)被設(shè)置為1，意味著你希望在啟動過程中打印一些調(diào)試信息并在啟動結(jié)束時切換到runlevel的第3級(初始化進程的啟動信息打印后就會了解runlevel的含義);如果bootmode參數(shù)被設(shè)置為0，意味著你希望啟動過程相對簡潔，并且設(shè)置runlevel為2。既然已經(jīng)熟悉了init/main.c文件，下面就在該文件中增加如下修改：

static unsigned int bootmode = 1;
static int __init
is_bootmode_setup(char *str)
{
  get_option(&str, &bootmode);
  return 1;
}

/* Handle parameter "bootmode=" */
__setup("bootmode=", is_bootmode_setup);

if (bootmode) {
  /* Print verbose output */
  /* ... */
}

/* ... */

/* If bootmode is 1, choose an init runlevel of 3, else
   switch to a run level of 2 */
if (bootmode) {
  argv_init[++args] = "3";
} else {
  argv_init[++args] = "2";
}

/* ... */

　　請重新編譯內(nèi)核并嘗試運行新的修改。

　　2.1.4　Calibrating delay...1197.46 BogoMIPS (lpj=2394935)

　　在啟動過程中，內(nèi)核會計算處理器在一個jiffy時間內(nèi)運行一個內(nèi)部的延遲循環(huán)的次數(shù)。jiffy的含義是系統(tǒng)定時器2個連續(xù)的節(jié)拍之間的間隔。正如所料，該計算必須被校準到所用CPU的處理速度。校準的結(jié)果被存儲 target=_blank>存儲在稱為loops_per_jiffy的內(nèi)核變量中。使用loops_per_jiffy的一種情況是某設(shè)備驅(qū)動程序希望進行小的微秒級別的延遲的時候。

　　為了理解延遲—循環(huán)校準代碼，讓我們看一下定義于init/calibrate.c文件中的calibrate_ delay()函數(shù)。該函數(shù)靈活地使用整型運算得到了浮點的精度。如下的代碼片段(有一些注釋)顯示了該函數(shù)的開始部分，這部分用于得到一個loops_per_jiffy的粗略值：

loops_per_jiffy = (1 << 12); /* Initial approximation = 4096 */
printk(KERN_DEBUG “Calibrating delay loop...“);
while ((loops_per_jiffy <<= 1) != 0) {
ticks = jiffies;  /* As you will find out in the section, “Kernel
                     Timers," the jiffies variable contains the
                     number of timer ticks since the kernel
                     started, and is incremented in the timer
                     interrupt handler */

  while (ticks == jiffies); /* Wait until the start of the next jiffy */
  ticks = jiffies;
  /* Delay */
  __delay(loops_per_jiffy);
  /* Did the wait outlast the current jiffy? Continue if it didn\'t */
  ticks = jiffies - ticks;
  if (ticks) break;
}

loops_per_jiffy >>= 1; /* This fixes the most significant bit and is
                          the lower-bound of loops_per_jiffy */

　　上述代碼首先假定loops_per_jiffy大于4096，這可以轉(zhuǎn)化為處理器速度大約為每秒100萬條指令，即1 MIPS。接下來，它等待jiffy被刷新(1個新的節(jié)拍的開始)，并開始運行延遲循環(huán)__delay(loops_per_jiffy)。如果這個延遲循環(huán)持續(xù)了1個jiffy以上，將使用以前的loops_per_jiffy值(將當前值右移1位)修復(fù)當前l(fā)oops_per_jiffy的最高位;否則，該函數(shù)繼續(xù)通過左移loops_per_jiffy值來探測出其最高位。在內(nèi)核計算出最高位后，它開始計算低位并微調(diào)其精度：

loopbit = loops_per_jiffy;

/* Gradually work on the lower-order bits */
while (lps_precision-- && (loopbit >>= 1)) {
  loops_per_jiffy |= loopbit;
  ticks = jiffies;
  while (ticks == jiffies); /* Wait until the start of the next jiffy */
ticks = jiffies;

  /* Delay */
  __delay(loops_per_jiffy);

  if (jiffies != ticks)        /* longer than 1 tick */
    loops_per_jiffy &= ~loopbit;
}

　　上述代碼計算出了延遲循環(huán)跨越j(luò)iffy邊界時loops_per_jiffy的低位值。這個被校準的值可被用于獲取BogoMIPS(其實它是一個并非科學(xué)的處理器速度指標)。可以使用BogoMIPS作為衡量處理器運行速度的相對尺度。在1.6G Hz 基于Pentium M的筆記本電腦上，根據(jù)前述啟動過程的打印信息，循環(huán)校準的結(jié)果是：loops_per_jiffy的值為2394935。獲得BogoMIPS的方式如下：

BogoMIPS = loops_per_jiffy * 1秒內(nèi)的jiffy數(shù)*延遲循環(huán)消耗的指令數(shù)（以百萬為單位）
= (2394935 * HZ * 2) / (1000000)
= (2394935 * 250 * 2) / (1000000)
= 1197.46（與啟動過程打印信息中的值一致）

　　在2.4節(jié)將更深入闡述jiffy、HZ和loops_per_jiffy。

　　2.1.5　Checking HLT instruction

　　由于Linux內(nèi)核支持多種硬件平臺，啟動代碼會檢查體系架構(gòu)相關(guān)的bug。其中一項工作就是驗證停機(HLT)指令。

　　x86處理器的HLT指令會將CPU置入一種低功耗睡眠模式，直到下一次硬件中斷發(fā)生之前維持不變。當內(nèi)核想讓CPU進入空閑狀態(tài)時(查看arch/x86/kernel/process_32.c文件中定義的cpu_idle()函數(shù))，它會使用HLT指令。對于有問題的CPU而言，命令行參數(shù)no-hlt可以禁止HLT指令。如果no-hlt被設(shè)置，在空閑的時候，內(nèi)核會進行忙等待而不是通過HLT給CPU降溫。

　　當init/main.c中的啟動代碼調(diào)用include/asm-your-arch/bugs.h中定義的check_bugs()時，會打印上述信息。