详细介绍linux内核的Kexec

Kexec是Linux内核的一个功能，它允许重新启动内核而不需要重新启动硬件。这使得更新内核变得更加方便，因为它不需要重启整个系统。Kexec允许一个新的内核映像被加载到内存中，并在当前内核的上下文中启动。这意味着新内核可以继承当前内核的所有状态，包括已经打开的文件、网络连接和其他资源。

Kexec在许多情况下都很有用，例如：

1. 更新内核时，避免系统重新启动，可以在不影响正在运行的应用程序的情况下更新内核。

2. 在崩溃或故障的情况下，可以使用Kexec重新启动内核，以便快速恢复系统。

3. 在测试新内核时，可以使用Kexec启动新内核，而不会影响正在运行的应用程序。

Kexec的实现是通过加载一个新的内核映像到内存中，然后通过指定的入口点启动它。在启动新内核之前，当前内核必须执行一些清理工作，以便新内核可以正常启动。这些清理工作包括关闭所有设备、释放所有资源、关闭所有打开的文件等。

Kexec不仅适用于x86架构，还适用于其他架构，如ARM和PowerPC。因此，Kexec是一个非常有用的功能，可以提高系统的可靠性和可维护性。

相关问题

详细介绍linux内核的machine_kexec函数，对源代码解析

1. 简介

在 Linux 内核中，`machine_kexec` 函数是用于实现内核重启（kexec）的重要函数之一，它的作用是在内核运行时，将当前内核的控制权交给新的内核，实现无需重新启动硬件的内核切换。在系统更新或调试时，使用 `machine_kexec` 可以提高操作效率，避免因重启操作导致的系统停机时间和数据丢失。

2. 源代码解析

2.1 函数原型

void (*machine_kexec)(struct kimage *image);

2.2 函数实现

`machine_kexec` 函数的实现由各个架构的内核开发人员完成，具体实现方式因架构而异。例如，在 x86 架构的内核中，`machine_kexec` 函数的实现位于 `arch/x86/kernel/machine_kexec.c` 文件中。

在该文件中，`machine_kexec` 函数的实现主要包含以下几个步骤：

1. 获取新内核的起始地址和大小，检查内核是否有效。

void machine_kexec(struct kimage *image)
{
    unsigned long start = image->start;
    unsigned long size = image->size;

    /* Sanity check */
    if (!start || !size || start + size > kexec_crash_image->top_down) {
        printk(KERN_ERR "Kexec: Bad image: start=0x%lx, size=0x%lx, "
                "top_down=0x%lx\n", start, size, kexec_crash_image->top_down);
        return;
    }

2. 保存当前内核的状态，并关闭硬件中断。

    /* Disable hardware interrupts */
    local_irq_disable();

    /* Save the state of the current kernel */
    machine_kexec_prepare(image);

3. 将新内核的代码复制到内核的启动地址，并将控制权交给新内核。

    /* Copy the new kernel image */
    machine_kexec_copy(newstack, start, size);

    /* Jump to the new kernel */
    machine_kexec_jump(newstack, image);
}

4. 切换内核。

在 `machine_kexec_jump` 函数中，使用汇编语言实现了实际的内核切换。具体来说，该函数将新内核的起始地址作为参数传递给 `__kernel_entry` 函数（该函数是新内核的入口函数），并使用 `jmp` 指令跳转到该函数，从而实现内核切换。此外，该函数还将一些寄存器的值保存到新的内核堆栈中，以便新内核在启动时可以正确地初始化寄存器。

static void machine_kexec_jump(void *stack, struct kimage *image)
{
    struct pt_regs *regs = (struct pt_regs *)stack;
    void *entry = __kernel_entry;

    /* Set up the registers for the new kernel */
    machine_kexec_setup_regs(regs, image);

    /* Jump to the new kernel */
    asm volatile (
        "movl %0, %%eax\n\t"
        "movl %1, %%esp\n\t"
        "jmp *%%eax\n\t"
        : : "m"(entry), "m"(regs) : "eax");
}

3. 总结

`machine_kexec` 函数是 Linux 内核中实现内核重启的关键函数之一，它通过将当前内核的控制权交给新内核，实现无需重新启动硬件的内核切换。具体实现方式因架构而异，但通常包括获取新内核的起始地址和大小、保存当前内核的状态、将新内核的代码复制到内核的启动地址、将控制权交给新内核等步骤。

解析linux内核的crash_kexec_post_notifiers

crash_kexec_post_notifiers是Linux内核中的一个函数，它的作用是在使用kexec重启系统后，在新的内核中运行一些特定的代码（notifiers）。

具体来说，crash_kexec_post_notifiers函数会在新的内核中执行一些与系统崩溃相关的代码，例如打印crash信息、保存core dump、发送警报等。这些notifiers可以在内核配置文件中进行配置，以便在系统崩溃时执行。

在实现上，crash_kexec_post_notifiers函数会遍历系统中注册的所有notifiers，并按照优先级依次执行它们。如果一个notifier执行出错，crash_kexec_post_notifiers函数会记录错误信息，并继续执行下一个notifier。

总之，crash_kexec_post_notifiers函数是Linux内核中关键的崩溃处理机制之一，它可以帮助系统管理员快速发现和解决崩溃问题，提高系统的可靠性和稳定性。