xv6内核boot流程（参考）

入口与分支条件

main() 由 start() 在所有 CPU 的 supervisor 模式下进入； 根据 cpuid() 判断当前是否为引导 CPU（cpuid()==0）或其它 CPU（cpuid()!=0）。

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引导 CPU 路径（cpuid()==0）

consoleinit()

• 初始化控制台锁（cons.lock）。
• 初始化 UART（uartinit()），为串口 I/O 做准备。
• 将 console 读写函数挂接到设备表 devsw[CONSOLE]，使得读写系统调用能够通过 console 实现。

statsinit()（仅 LAB_LOCK）

• 在 main() 中仅在 LAB_LOCK 条件编译下调用。
• 仓库中只有函数声明（defs.h），未包含实现文件，因此无法从源码进一步展开具体逻辑。

printfinit()

• 初始化 printf 相关的全局锁 pr.lock。
• 用于保护并发输出，避免多核打印互相交错。

打印启动信息

• 打印空行与 "xv6 kernel is booting"。
• 属于纯日志提示，无副作用逻辑。

kinit()

• 初始化物理内存分配器的自旋锁 kmem.lock。
• 将 [end, PHYSTOP) 物理内存范围逐页释放到空闲链表（调用 freerange()，进而 kfree()），使页分配器可用。

kvminit()

• 调用 kvmmake() 创建内核页表，并保存到全局 kernel_pagetable。

kvmmake() 内部：

• 为页表分配一页内存并清零。
• 映射 UART、VIRTIO、PLIC 等 MMIO 设备寄存器区域。
• 映射内核代码段（只读可执行）与内核数据段（读写）。
• 映射 trampoline 页，用于用户态/内核态切换。
• 为每个进程映射内核栈（proc_mapstacks()）。

kvminithart()

• 执行 sfence_vma()，等待页表写入完成并清除旧 TLB 条目。
• 设置 satp 为内核页表并再次 sfence_vma()，从而在当前 CPU 上开启分页。

procinit()

• 初始化 PID 锁与 wait 锁。
• 遍历 proc[] 表，为每个 proc 初始化锁、状态为 UNUSED，并预计算内核栈虚拟地址。

trapinit()

• 初始化全局时钟锁 tickslock，用于保护 ticks 计数。

trapinithart()

• 设置 stvec 指向 kernelvec，建立当前 CPU 的内核态 trap 向量入口。

plicinit()

• 配置 PLIC 中断优先级：启用 UART 与 VirtIO 中断（优先级设为非零）。
• 如启用网络实验（LAB_NET），为 PCIe 中断范围设置优先级。

plicinithart()

• 针对当前 CPU 设置 PLIC 的 S-mode 使能位，允许 UART 与 VirtIO 设备中断进入该 hart。
• 设置 S-mode 中断阈值为 0，允许所有已启用优先级中断进入。
• 在 LAB_NET 下额外开启更多 IRQ 位供 e1000 使用。

binit()

• 初始化 buffer cache 自旋锁 bcache.lock。
• 构建缓存链表并初始化每个缓冲区的 sleep lock，建立 LRU 链表结构。

iinit()

• 初始化 inode 表锁 itable.lock。
• 为每个 inode 初始化 sleep lock，建立 inode 表并发保护结构。

fileinit()

• 初始化全局文件表 ftable 的自旋锁。
• 为文件描述符分配与回收做准备。

virtio_disk_init()

• 初始化 VirtIO 磁盘驱动锁 vdisk_lock。
• 检查设备 MMIO 寄存器，确认存在并为 VirtIO 磁盘设备。
• 重置设备并依次设置 ACKNOWLEDGE、DRIVER、FEATURES_OK、DRIVER_OK 状态位。
• 协商并配置设备特性（禁用若干不支持特性）。
• 分配 / 初始化描述符环（desc / avail / used），配置队列地址并设置队列为 ready。

pci_init()（仅 LAB_NET）

• 扫描 QEMU PCIe 配置空间，寻找 e1000 网卡（设备 ID 0x100e8086）。
• 配置 BAR，将 e1000 寄存器映射到固定物理地址 0x40000000，并调用 e1000_init() 进行设备初始化。

netinit()（仅 LAB_NET）

• 初始化 netlock。
• 为网络子系统后续并发操作提供互斥保护。

userinit()

• 调用 allocproc() 分配一个新的进程结构，并保存到全局 initproc。
• 将 cwd 设为根目录（namei("/")）。
• 将进程状态设为 RUNNABLE，然后释放该进程锁，使其可被调度执行。

kcsaninit()（仅 KCSAN）

• main() 中在 KCSAN 条件编译下调用。
• 仅在 defs.h 看到声明，仓库中未包含实现文件，无法进一步展开具体逻辑。

__sync_synchronize(); started = 1;

• 内存屏障保证前述初始化对其他 CPU 可见。
• 然后置 started = 1，释放其它 CPU 从自旋等待中继续启动。

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非引导 CPU 路径（cpuid()!=0）

等待 started

• 自旋等待 started 变为 1，确保引导 CPU 完成全局初始化后再继续。

__sync_synchronize()

• 内存屏障，确保读取到的所有共享状态是最新的（与引导 CPU 的写入同步）。

启动日志

• printf("hart %d starting\n", cpuid());
• 打印当前 hart 启动日志，用于多核启动可见性与调试。

kvminithart()

• 对当前 CPU 设置 satp 为内核页表并刷新 TLB，从而开启分页。

trapinithart()

• 设置当前 CPU 的 trap 向量入口 stvec 为 kernelvec。
• 确保内核态异常 / 中断能进入正确处理函数。

plicinithart()

• 为当前 CPU 设置 PLIC 的 S-mode 使能位与阈值。
• 允许接收 UART / VirtIO 中断（以及 LAB_NET 下的更多 IRQ）。

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收尾：进入调度器

rwspinlock_test()（仅 LAB_LOCK）

• main() 中条件调用。
• 仓库中未发现该函数实现文件（同 statsinit）。
• 因此只能确认它存在于 LAB_LOCK 相关配置里，但无法进一步展开实现细节。

scheduler()

• 调度器进入无限循环。

• 在每轮中打开 / 关闭中断以避免死锁与竞态。

• 遍历进程表查找 RUNNABLE 进程。

• 当找到可运行进程时：

  • 设置其状态为 RUNNING。
  • 切换上下文到该进程执行。
  • 进程返回后继续扫描下一轮。

• 如果没有可运行进程：

  • 执行 wfi 进入低功耗等待中断。