读书笔记_windows内核调试_part2_ 多核启动过程

 
多核启动过程

下面我们看多核处理器的启动过程，在part 1中介绍过每个CPU都会执行KiInitializeKernel函数，但只有第一个CPU才执行其中的所有初始化工作，包括全局的初始化，其他CPU只执行CPU的相关的部分。0号CPU才调用和执行KiInitSystem，初始化Idle进程的工作也只有0号CPU执行，因为只需要一个Idle进程。但是由于每个CPU都需要一个Idle线程，因此每个CPU都会执行初始化Idle线程的代码。KiInitializeKernel函数使用参数来了解当前的CPU号。全局变量KeNumberProcessors标志着系统中CPU个数，其初始值为0，所以KeNumberProcessors指向当前的CPU号。多核系统是按CPU号从小到大依次执行，直到所有的CPU都开始运行。ExpInitializeExecutive函数的第一参数也是CPU号，这个函数中很多的代码是根据CPU号来决定是否执行的。

来具体看0号CPU才能够执行的KiInitSystem。KiInitSystem来初始化系统的全局数据结构，调用KeInitializeProcess创建并初始化Idle进程，调用keInitializeThread初始化Idle线程，调用ExpinitializeExcutive()进行所谓的执行体阶段0初始化。ExpInitializeExecutive会依次调用执行体各个机构的阶段0初始化函数，包括调用MmInitSystem构建页表和内存管理器的基本数据结构，调用PsInitSystem对进程管理器做阶段0初始化，调用PpInitSystem让即插即用管理器初始化设备链表。

阶段0初始化

下面来具体看看进程管理器的阶段0初始化，它的主要工作有：

1.       定义进程和线程对象类型

2.       建立记录系统中所有进程的链表结构，并使用PsActiveProcessHead全局变量指向这个链表。此后WinDBG的！process命令才能工作。

3.       为初始的进程创建一个进程对象（PsIdleProcess）,并命名为Idle

4.       创建系统进程和线程，并将Phase1Initialization函数作为线程的起始地址，Phase1Initialization函数做为0阶段的结束并衔接着1阶段的开始。Phase1Initialization函数并没有直接调用阶段1的初始化函数，而是将它作为新创建系统线程的入口函数。此时由于当前的IRQL很高，所以这个线程还得不到执行，只有当KiInitlizeKernel返回，KiSystemStartup将IRQL降低后，内核下次调度线程时，才开始执行这个线程。

阶段1初始化

阶段1初始化占据了系统启动的大多数时间，其主要任务是调用执行体各机构阶段1的初始化函数。有些执行体部件使用同一个参数作为阶段0和阶段1初始化函数，用参数来区分，调用KeStartAllProcessors()初始化所有的CPU，这个函数会先构建并初始化好一个处理器状态结构，然后调用硬件抽象层的HalStartNextProcessor函数将这个结构付给一个新的CPU。新的CPU仍然从KiSystemStartup开始执行。然后再次调用KdInitSystem函数，并且调用KdDebuggerInitialize1来初始化内核调试扩展DLL（KDCOM.DLL等）。

两次调用KdInitSystem

     Windows在启动的过程中会两次调用内核调试引擎初始化函数KdInitSystem（Kd，是Kernel Debug的缩写，凡是用kd开头的函数都是用于内核调试的）。KdInitSystem函数的第一参数为阶段号，0代表第一次调用，1代表第二次调用。第一次调用是在内核开始执行后由入口函数KiSystemStartup调用，主要工作是初始化数据链表与数据结构，通信模块的初始化，一些全局变量的初始化。在阶段1初始化时会第二次调用KdInitSystem，主要对变量KdPerformanceCounterRate(性能计数器的频率)初始化。