《Linux内核源码全景解读：从上电到用户态》之 目录

《Linux内核源码全景解读：从上电到用户态》

• • 一、全书结构
  • • 上篇：启动时序篇
    • 下篇：子系统深度篇
  • [二、上篇目录：按 x86_64 启动阶段划分](#二、上篇目录：按 x86_64 启动阶段划分)
  • • [第 1 章 上电、固件与 x86_64 启动契约](#第 1 章 上电、固件与 x86_64 启动契约)
    • [第 2 章 实模式 setup：从 boot sector 到 protected mode](#第 2 章 实模式 setup：从 boot sector 到 protected mode)
    • [第 3 章 压缩内核入口：临时页表与解压执行环境](#第 3 章 压缩内核入口：临时页表与解压执行环境)
    • [第 4 章 跳入解压后的内核：`startup_64` 与初始身份映射](#第 4 章 跳入解压后的内核：startup_64 与初始身份映射)
    • [第 5 章 `x86_64_start_kernel()`：进入通用内核前的架构收口](#第 5 章 x86_64_start_kernel()：进入通用内核前的架构收口)
    • [第 6 章 `start_kernel()` 总览：内核生命线的主函数](#第 6 章 start_kernel() 总览：内核生命线的主函数)
    • [第 7 章 `setup_arch()`：x86_64 拓扑、内存图与平台发现](#第 7 章 setup_arch()：x86_64 拓扑、内存图与平台发现)
    • [第 8 章 早期内存管理：memblock、页表与伙伴系统前夜](#第 8 章 早期内存管理：memblock、页表与伙伴系统前夜)
    • [第 9 章 异常、IRQ 与时间：内核获得外部世界的节拍](#第 9 章 异常、IRQ 与时间：内核获得外部世界的节拍)
    • [第 10 章 调度器、RCU 与并发基础设施](#第 10 章 调度器、RCU 与并发基础设施)
    • [第 11 章 控制台、printk 与可观测启动](#第 11 章 控制台、printk 与可观测启动)
    • [第 12 章 进程模型成形：fork、pid、cred 与 `rest_init()`](#第 12 章 进程模型成形：fork、pid、cred 与 rest_init())
    • [第 13 章 VFS 与根文件系统前置：从 dcache 到 initramfs](#第 13 章 VFS 与根文件系统前置：从 dcache 到 initramfs)
    • [第 14 章 安全与命名空间：用户态边界的形成](#第 14 章 安全与命名空间：用户态边界的形成)
    • [第 15 章 initcall 机制：驱动、总线、文件系统与网络的批量唤醒](#第 15 章 initcall 机制：驱动、总线、文件系统与网络的批量唤醒)
    • [第 16 章 挂载根文件系统与执行 `/sbin/init`](#第 16 章 挂载根文件系统与执行 /sbin/init)
  • 三、下篇目录：核心子系统深度剖析
  • • [第 17 章 调度子系统：从 `rq` 到 EEVDF](#第 17 章 调度子系统：从 rq 到 EEVDF)
    • [第 18 章 内存管理：从 memblock 到 folio/Maple Tree](#第 18 章 内存管理：从 memblock 到 folio/Maple Tree)
    • [第 19 章 VFS 与文件系统：路径、对象与页缓存](#第 19 章 VFS 与文件系统：路径、对象与页缓存)
    • [第 20 章 网络子系统：从 `sk_buff` 到 `net_device`](#第 20 章 网络子系统：从 sk_buff 到 net_device)
    • [第 21 章 进程间通信（IPC）：信号量、消息队列与共享内存](#第 21 章 进程间通信（IPC）：信号量、消息队列与共享内存)
    • [第 22 章 RCU 与同步原语：读多写少世界的基础设施](#第 22 章 RCU 与同步原语：读多写少世界的基础设施)
    • [第 23 章 块层与 I/O：bio、request 与 blk-mq](#第 23 章 块层与 I/O：bio、request 与 blk-mq)
    • [第 24 章 设备模型、驱动核心与电源管理](#第 24 章 设备模型、驱动核心与电源管理)
    • [第 25 章 安全子系统：LSM、凭据与系统调用边界](#第 25 章 安全子系统：LSM、凭据与系统调用边界)
    • [第 26 章 cgroup、namespace 与容器基础设施](#第 26 章 cgroup、namespace 与容器基础设施)
    • [第 27 章 eBPF、 tracing 与可观测性](#第 27 章 eBPF、 tracing 与可观测性)
    • [第 28 章 模块、符号与内核扩展边界](#第 28 章 模块、符号与内核扩展边界)
  • [四、时序全景图描述：从 `start_kernel()` 到 `do_initcalls()`](#四、时序全景图描述：从 start_kernel() 到 do_initcalls())

版本口径：本目录基于本地源码树 linux-7.1.3，架构范围限定为 x86_64。本文档按实际源码 Linux 7.1.3 组织路径与章节。

核心叙事：全书以 "上电 -> BIOS/UEFI -> 引导协议 -> 解压内核 -> x86_64 早期入口 -> start_kernel() -> initcall -> rootfs/init -> 用户态" 为主线。上篇按启动时序唤醒子系统，下篇再把这些子系统拆开深挖。

一、全书结构

上篇：启动时序篇

目标是按时间顺序回答 "内核怎样从一段不可调度、不可分页、不可中断的早期代码，逐步成长为能创建进程、挂载根文件系统、加载驱动并进入用户态的系统"。每章都绑定一个启动阶段，并说明该阶段首次引出的子系统。

下篇：子系统深度篇

目标是把上篇中被依次唤醒的核心子系统独立展开：数据结构、关键算法、热路径、初始化入口、调试观察点，以及从 Linux 5.12 到本源码 7.1.3 的主要演进线索。

二、上篇目录：按 x86_64 启动阶段划分

第 1 章 上电、固件与 x86_64 启动契约

• 启动阶段：CPU reset vector、BIOS/UEFI 固件、bootloader 交接。
• 引入子系统：x86 boot protocol、boot params、命令行、E820/EFI 内存图。
• 核心源码路径：Documentation/arch/x86/boot.rst、arch/x86/include/uapi/asm/bootparam.h、arch/x86/include/asm/e820/types.h、arch/x86/platform/efi/efi.c。
• 叙事重点：内核并不是从 C 语言 main() 开始，而是从固件和引导器约定的数据结构开始。

第 2 章 实模式 setup：从 boot sector 到 protected mode

• 启动阶段：x86 setup code 接管 bootloader 传入的参数。
• 引入子系统：早期控制台、A20、CPU 特性探测、视频模式、命令行解析。
• 核心源码路径：arch/x86/boot/header.S、arch/x86/boot/main.c、arch/x86/boot/boot.h、arch/x86/boot/cmdline.c、arch/x86/boot/cpu.c、arch/x86/boot/pm.c。
• 叙事重点：为什么早期代码有自己的 tiny libc、printf、BIOS 调用封装，以及它如何准备进入保护模式。

第 3 章 压缩内核入口：临时页表与解压执行环境

• 启动阶段：进入 arch/x86/boot/compressed/，建立解压用的最小运行时。
• 引入子系统：KASLR、早期页表、早期异常处理、早期串口/控制台。
• 核心源码路径：arch/x86/boot/compressed/head_64.S、arch/x86/boot/compressed/misc.c、arch/x86/boot/compressed/kaslr.c、arch/x86/boot/compressed/pgtable_64.c、arch/x86/boot/compressed/error.c。
• 叙事重点：startup_32/startup_64 如何调用 extract_kernel()，并返回真正内核映像入口。

第 4 章 跳入解压后的内核：startup_64 与初始身份映射

• 启动阶段：解压后的 vmlinux 从汇编入口建立 long mode 所需状态。
• 引入子系统：GDT/IDT、early page table、内核虚拟地址、SME/SEV 内存加密准备。
• 核心源码路径：arch/x86/kernel/head_64.S、arch/x86/kernel/head64.c、arch/x86/boot/startup/map_kernel.c、arch/x86/boot/startup/gdt_idt.c、arch/x86/mm/mem_encrypt.c。
• 叙事重点：startup_64 -> common_startup_64 -> x86_64_start_kernel() 如何把执行权移交给 C 层。

第 5 章 x86_64_start_kernel()：进入通用内核前的架构收口

• 启动阶段：x86_64 C 入口完成 early IDT、清 BSS、CPU 基础状态和命令行承接。
• 引入子系统：early IDT、ORC/unwind 准备、early fixmap、静态分支基础。
• 核心源码路径：arch/x86/kernel/head64.c、arch/x86/kernel/head_64.S、arch/x86/kernel/cpu/common.c、arch/x86/include/asm/setup.h。
• 叙事重点：为何 start_kernel() 是通用内核入口，但它不是机器真正执行的第一段内核代码。

第 6 章 start_kernel() 总览：内核生命线的主函数

• 启动阶段：进入 init/main.c:start_kernel()。
• 引入子系统：lockdep、boot CPU、静态 key、cgroup 早期初始化、调试对象、栈随机化。
• 核心源码路径：init/main.c、include/linux/start_kernel.h、kernel/locking/lockdep.c、kernel/cgroup/cgroup.c、lib/debugobjects.c。
• 叙事重点：把 start_kernel() 拆成 "架构感知、内存可用、调度可用、中断可用、VFS 可用、用户态可用" 六段。

第 7 章 setup_arch()：x86_64 拓扑、内存图与平台发现

• 启动阶段：start_kernel() 调用 setup_arch(&command_line)。
• 引入子系统：E820/memblock、NUMA、ACPI、EFI、CPU feature、KASLR 结果固化、early ioremap。
• 核心源码路径：arch/x86/kernel/setup.c、arch/x86/kernel/e820.c、arch/x86/mm/init.c、arch/x86/mm/init_64.c、arch/x86/mm/numa.c、arch/x86/kernel/acpi/boot.c、arch/x86/platform/efi/efi.c。
• 叙事重点：所有后续内存管理、设备枚举和 SMP 初始化都依赖 setup_arch() 建立的平台事实。

第 8 章 早期内存管理：memblock、页表与伙伴系统前夜

• 启动阶段：setup_arch() 后到 mm_core_init() 前后。
• 引入子系统：memblock、sparsemem、page allocator、SLUB、vmalloc、percpu allocator。
• 核心源码路径：mm/mm_init.c、mm/memblock.c、mm/page_alloc.c、mm/sparse.c、mm/slub.c、mm/vmalloc.c、mm/percpu.c、include/linux/mmzone.h。
• 叙事重点：从固件内存图到 struct page，再到早期分配器被正式页分配器接管。

第 9 章 异常、IRQ 与时间：内核获得外部世界的节拍

• 启动阶段：trap_init()、init_IRQ()、tick_init()、timekeeping_init()。
• 引入子系统：IDT、异常处理、irqdesc、APIC/IO-APIC、clocksource、tick、timer wheel/hrtimer。
• 核心源码路径：arch/x86/kernel/traps.c、arch/x86/kernel/idt.c、arch/x86/kernel/irqinit.c、kernel/irq/irqdesc.c、kernel/time/tick-common.c、kernel/time/timekeeping.c、kernel/time/hrtimer.c。
• 叙事重点：没有中断和时钟，调度器只能初始化，无法成为真正的多任务系统。

第 10 章 调度器、RCU 与并发基础设施

• 启动阶段：sched_init()、rcu_init()、srcu_init()、softirq/tasklet/workqueue 准备。
• 引入子系统：CFS/EEVDF、RT/DL、sched class、RCU tree、SRCU、softirq、workqueue。
• 核心源码路径：kernel/sched/core.c、kernel/sched/fair.c、kernel/sched/rt.c、kernel/sched/deadline.c、kernel/rcu/tree.c、kernel/rcu/srcutree.c、kernel/softirq.c、kernel/workqueue.c。
• 叙事重点：调度器和 RCU 是大量后续子系统的隐形前置条件。

第 11 章 控制台、printk 与可观测启动

• 启动阶段：console_init() 前后的 early console 到正式 console 切换。
• 引入子系统：printk ring buffer、console driver、earlycon、fbcon/tty console。
• 核心源码路径：kernel/printk/printk.c、include/linux/console.h、drivers/tty/tty_io.c、drivers/video/fbdev/core/fbcon.c、arch/x86/boot/early_serial_console.c。
• 叙事重点：日志可见性本身也是一个逐步初始化的子系统。

第 12 章 进程模型成形：fork、pid、cred 与 rest_init()

• 启动阶段：fork_init()、proc_caches_init()、rest_init() 创建 kernel_init 和 kthreadd。
• 引入子系统：task_struct、pid、cred、signal、kthread、init_task。
• 核心源码路径：kernel/fork.c、init/init_task.c、kernel/pid.c、kernel/cred.c、kernel/kthread.c、include/linux/sched.h、include/linux/pid.h。
• 叙事重点：0 号进程如何分裂出 1 号内核线程路径和 2 号 kthreadd。

第 13 章 VFS 与根文件系统前置：从 dcache 到 initramfs

• 启动阶段：vfs_caches_init()、mnt_init()、init_rootfs()、initramfs 解包。
• 引入子系统：VFS、dcache、inode cache、mount namespace、rootfs、initramfs。
• 核心源码路径：fs/dcache.c、fs/inode.c、fs/file_table.c、fs/namespace.c、fs/filesystems.c、init/initramfs.c、init/do_mounts.c。
• 叙事重点：进入用户态前，内核必须先有 "路径、文件、挂载点、根" 的抽象。

第 14 章 安全与命名空间：用户态边界的形成

• 启动阶段：early_security_init()、security_init()、namespace 与 keyring 等初始化。
• 引入子系统：LSM、capability、cred、user namespace、pid/mount/net namespace、audit。
• 核心源码路径：security/security.c、security/commoncap.c、security/lsm_init.c、kernel/user_namespace.c、kernel/nsproxy.c、kernel/audit.c。
• 叙事重点：用户态不是 "自然可信" 的目标，而是受凭据、命名空间和 LSM 策略约束的执行环境。

第 15 章 initcall 机制：驱动、总线、文件系统与网络的批量唤醒

• 启动阶段：kernel_init_freeable() 调用 do_basic_setup()，随后 do_initcalls()。
• 引入子系统：initcall 分层、driver core、bus/class/device、PCI/ACPI、网络协议栈、块层、文件系统注册。
• 核心源码路径：init/main.c、include/linux/init.h、drivers/base/init.c、drivers/pci/pci.c、net/core/dev.c、net/ipv4/af_inet.c、block/blk-core.c、fs/filesystems.c。
• 叙事重点：pure -> core -> postcore -> arch -> subsys -> fs -> rootfs -> device -> late 不是简单列表，而是依赖排序协议。

第 16 章 挂载根文件系统与执行 /sbin/init

• 启动阶段：prepare_namespace()、init_mount_tree()、run_init_process()。
• 引入子系统：root device、block layer、filesystem probing、execve、binfmt_elf、动态链接器入口。
• 核心源码路径：init/do_mounts.c、init/do_mounts_initrd.c、init/do_mounts_rd.c、fs/exec.c、fs/binfmt_elf.c、fs/open.c、block/blk-core.c。
• 叙事重点：内核启动主线的终点不是 shell，而是成功把 PID 1 的控制权交给用户态 init。

三、下篇目录：核心子系统深度剖析

第 17 章 调度子系统：从 rq 到 EEVDF

• 核心数据结构：struct task_struct、struct rq、struct cfs_rq、struct sched_entity、struct sched_class、struct sched_dl_entity、struct rt_rq。
• 核心源码路径：include/linux/sched.h、kernel/sched/sched.h、kernel/sched/core.c、kernel/sched/fair.c、kernel/sched/rt.c、kernel/sched/deadline.c、kernel/sched/ext.c。
• 核心算法：调度类链、唤醒抢占、负载均衡、CFS/EEVDF 虚拟截止时间、RT 优先级队列、deadline CBS、CPU affinity、NUMA balancing。
• 5.12 到 7.1.3 演进关键点：CFS 从 vruntime 红黑树模型演进到 EEVDF 语义；调度扩展 sched_ext 进入源码；PREEMPT_DYNAMIC/PREEMPT_RT 相关路径更完整；utilization clamping、energy-aware scheduling 和 PSI 观测继续深化。

第 18 章 内存管理：从 memblock 到 folio/Maple Tree

• 核心数据结构：struct page、struct folio、struct zone、struct pglist_data、struct mm_struct、struct vm_area_struct、struct maple_tree、struct address_space。
• 核心源码路径：mm/mm_init.c、mm/page_alloc.c、mm/memory.c、mm/mmap.c、mm/vmscan.c、mm/huge_memory.c、mm/slub.c、include/linux/mm_types.h、include/linux/maple_tree.h。
• 核心算法：伙伴系统、per-cpu page list、SLUB 分配、页表缺页处理、匿名/文件页回收、LRU/MGLRU、THP、NUMA policy、GUP、COW。
• 5.12 到 7.1.3 演进关键点：folio 成为页缓存和复合页处理的中心抽象；VMA 管理从红黑树迁移到 Maple Tree；MGLRU、DAMON、mseal、large folio/mTHP 相关路径显著扩展；内存热插拔、memcg、KASAN/KMSAN 支撑增强。

第 19 章 VFS 与文件系统：路径、对象与页缓存

• 核心数据结构：struct inode、struct dentry、struct super_block、struct file、struct mount、struct file_system_type、struct address_space。
• 核心源码路径：fs/dcache.c、fs/inode.c、fs/namei.c、fs/namespace.c、fs/super.c、fs/file_table.c、fs/read_write.c、mm/filemap.c。
• 核心算法：路径解析、dcache lookup、RCU-walk/ref-walk、挂载传播、page cache read/write、writeback、文件锁、splice/direct I/O。
• 5.12 到 7.1.3 演进关键点：mount API 和 fs_context 更成熟；pidfs 等新型伪文件系统进入主线；folio 化深入页缓存和网络文件系统；io_uring 与文件/块设备路径耦合更深；idmapped mounts 与命名空间边界继续扩展。

第 20 章 网络子系统：从 sk_buff 到 net_device

• 核心数据结构：struct sk_buff、struct net_device、struct sock、struct socket、struct proto、struct napi_struct、struct net、struct dst_entry。
• 核心源码路径：net/core/dev.c、net/core/skbuff.c、net/socket.c、net/ipv4/af_inet.c、net/ipv4/ip_input.c、net/ipv4/tcp*.c、net/ipv6/、include/linux/netdevice.h、include/linux/skbuff.h。
• 核心算法：NAPI poll、GRO/GSO、qdisc、routing lookup、TCP 拥塞控制、socket receive/send buffer、net namespace、XDP/eBPF hook。
• 5.12 到 7.1.3 演进关键点：XDP、BPF、AF_XDP 和 tc hook 生态继续扩大；MPTCP 更成熟；netmem/page_pool、GRO 和零拷贝路径强化；网络命名空间、nftables、TLS offload 等路径继续增长。

第 21 章 进程间通信（IPC）：信号量、消息队列与共享内存

• 核心数据结构：struct sem_array、struct msg_queue、struct shmid_kernel、struct ipc_ids、struct kern_ipc_perm。
• 核心源码路径：ipc/sem.c、ipc/msg.c、ipc/shm.c、ipc/util.c、ipc/mqueue.c、include/linux/ipc.h、include/uapi/linux/sem.h、include/uapi/linux/msg.h、include/uapi/linux/shm.h。
• 核心算法：System V 信号量原子操作与 undo、消息队列类型匹配和阻塞唤醒、共享内存 shmget -> shmat 映射、IPC_RMID 延迟删除、POSIX mqueue 通知。
• 5.12 到 7.1.3 演进关键点：IPC namespace 与 nsfs 视角继续完善；共享内存和 tmpfs、memcg、页表管理联系更紧；权限检查、LSM hook 和容器边界持续强化。

第 22 章 RCU 与同步原语：读多写少世界的基础设施

• 核心数据结构：struct rcu_head、struct rcu_state、struct rcu_node、struct rcu_data、struct srcu_struct、struct lock_class_key。
• 核心源码路径：kernel/rcu/tree.c、kernel/rcu/srcutree.c、kernel/rcu/tasks.h、include/linux/rcupdate.h、include/linux/srcu.h、kernel/locking/。
• 核心算法：grace period 检测、quiescent state、callback offload、RCU Tasks、SRCU per-domain grace period、lockdep 验证、seqlock、percpu rwsem。
• 5.12 到 7.1.3 演进关键点：Tasks RCU、Lazy RCU callback、nocb/offload 与能耗优化持续演进；SRCU 和 sleepable RCU 使用面扩大；PREEMPT_RT 迫使更多同步原语明确区分 raw spinlock、spinlock 和睡眠锁。

第 23 章 块层与 I/O：bio、request 与 blk-mq

• 核心数据结构：struct bio、struct request、struct request_queue、struct gendisk、struct blk_mq_hw_ctx、struct blk_mq_tag_set、struct elevator_queue。
• 核心源码路径：block/blk-core.c、block/blk-mq.c、block/blk-mq-sched.c、block/bio.c、block/genhd.c、block/elevator.c、include/linux/blk_types.h、include/linux/blk-mq.h。
• 核心算法：bio 合并、request 分发、tag 分配、multi-queue 映射、I/O scheduler、writeback throttling、blk-cgroup、flush/FUA。
• 5.12 到 7.1.3 演进关键点：blk-mq 已成为中心路径；io_uring command 与块设备接口结合更紧；BFQ、mq-deadline、wbt、blk-cgroup 延迟控制持续调整；folio 化影响文件系统到 bio 的页提交路径。

第 24 章 设备模型、驱动核心与电源管理

• 核心数据结构：struct device、struct device_driver、struct bus_type、struct class、struct kobject、struct kset、struct dev_pm_ops。
• 核心源码路径：drivers/base/core.c、drivers/base/bus.c、drivers/base/dd.c、drivers/base/class.c、drivers/base/power/、lib/kobject.c、include/linux/device.h。
• 核心算法：device/driver match、probe/remove、deferred probe、sysfs/kobject 生命周期、runtime PM、system suspend/resume、device links。
• 5.12 到 7.1.3 演进关键点：fw_devlink、deferred probe、device links 和 runtime PM 关系更紧；CXL、PCIe、ACPI/DT 平台发现规模扩大；sysfs 属性生命周期和 Rust/auxiliary bus 等新驱动组织方式影响驱动模型边界。

第 25 章 安全子系统：LSM、凭据与系统调用边界

• 核心数据结构：struct cred、struct user_namespace、struct linux_binprm、struct lsm_blob_sizes、struct security_hook_list、kernel_cap_t。
• 核心源码路径：security/security.c、security/lsm_init.c、security/commoncap.c、kernel/cred.c、kernel/user_namespace.c、fs/exec.c、include/linux/lsm_hooks.h、include/linux/cred.h。
• 核心算法：cred copy-on-write、capability 检查、LSM hook 分发、exec 凭据提交、seccomp 过滤、keyring、audit。
• 5.12 到 7.1.3 演进关键点：LSM stacking 与 blob 管理继续强化；Landlock、IMA/EVM、BPF LSM 等可组合安全机制扩展；用户命名空间和 idmapped mount 使权限判断更依赖上下文。

第 26 章 cgroup、namespace 与容器基础设施

• 核心数据结构：struct cgroup、struct cgroup_subsys_state、struct css_set、struct nsproxy、struct pid_namespace、struct mnt_namespace、struct net。
• 核心源码路径：kernel/cgroup/cgroup.c、kernel/cgroup/、kernel/nsproxy.c、kernel/pid_namespace.c、fs/namespace.c、net/core/net_namespace.c、include/linux/cgroup.h。
• 核心算法：css 生命周期、rstat 刷新、cgroup v2 层级控制、cpu/memory/io controller、namespace clone/unshare/setns、pidfd。
• 5.12 到 7.1.3 演进关键点：cgroup v2 成为事实主线；rstat、pressure stall information 和 BPF-cgroup hook 更重要；pidfd/pidfs 让进程引用模型更文件描述符化；容器边界越来越多由 VFS、LSM、namespace 协同表达。

第 27 章 eBPF、 tracing 与可观测性

• 核心数据结构：struct bpf_prog、struct bpf_map、struct bpf_verifier_env、struct trace_event_call、struct ftrace_ops、struct perf_event。
• 核心源码路径：kernel/bpf/、kernel/trace/、kernel/events/core.c、include/linux/bpf.h、include/linux/trace_events.h、arch/x86/net/bpf_jit_comp.c。
• 核心算法：BPF verifier、JIT、map 生命周期、kprobe/uprobe、ftrace 动态改写、perf ring buffer、tracepoint、BTF/CO-RE。
• 5.12 到 7.1.3 演进关键点：BPF 子系统从观测工具扩展为网络、安全、调度、cgroup 的可编程平面；BTF、kfunc、struct_ops、sleepable BPF、token/delegation 等机制扩大了受控扩展能力。

第 28 章 模块、符号与内核扩展边界

• 核心数据结构：struct module、struct kernel_symbol、struct modversion_info、struct jump_entry、struct static_key。
• 核心源码路径：kernel/module/、kernel/kallsyms.c、kernel/jump_label.c、include/linux/module.h、include/linux/jump_label.h。
• 核心算法：ELF section 装载、重定位、符号解析、module init/exit、livepatch 约束、static branch patching。
• 5.12 到 7.1.3 演进关键点：模块代码拆分到 kernel/module/ 更清晰；签名、BTF、livepatch、static call/static key 与可观测性工具耦合更强；Rust 模块支持改变了扩展边界的语言假设。

四、时序全景图描述：从 start_kernel() 到 do_initcalls()

这幅图建议画成一条横向时间轴，左侧是 x86_64_start_kernel()，中间是 start_kernel()，右侧是 kernel_init_freeable() 和 do_initcalls()。时间轴下方用分层泳道表示子系统依赖。

1. 第一段是 "架构事实层"。x86_64_start_kernel() 将汇编早期状态收口后进入 start_kernel()；setup_arch() 读取 boot params、E820/EFI、ACPI、CPU feature、NUMA 拓扑，并用 memblock 描述可用物理内存。图上应把它标成所有后续子系统的底座。

2. 第二段是 "内存可分配层"。mm_core_init() 之后，struct page、zone、伙伴系统、SLUB、vmalloc、percpu allocator 逐步可用。依赖箭头从这里指向调度器、VFS、网络、驱动核心，因为这些子系统都需要稳定的动态内存分配。

3. 第三段是 "执行与同步层"。sched_init() 初始化 runqueue、调度类和 idle 任务语义；rcu_init()、srcu_init() 让读多写少同步机制可用；softirq/workqueue 等异步执行基础随后具备条件。图上应把 RCU 画成横贯 VFS、网络、设备模型、文件描述符表的共享依赖。

4. 第四段是 "外部事件层"。trap_init()、init_IRQ()、tick_init()、timekeeping_init() 让异常、中断和时间源进入工作状态。箭头应从 IRQ/time 指向调度抢占、timer、hrtimer、网络 NAPI、块层超时、RCU grace period 推进。

5. 第五段是 "对象模型层"。fork_init()、proc_caches_init() 让 task_struct、pid、cred 等进程对象可规模化分配；vfs_caches_init() 让 dentry、inode、file、mount 等 VFS 对象可用；security_init() 把 LSM hook 接入执行、文件和网络路径。图上应把进程、VFS、安全三者画成进入用户态前的三角门槛。

6. 第六段是 "第一个并发分叉"。rest_init() 创建 kernel_init 和 kthreadd。原始 boot CPU 进入 idle 路径，kernel_init 继续完成可释放初始化，kthreadd 成为后续内核线程的父进程。图上这里应画出主线从 start_kernel() 分叉：一支到 idle，一支到 PID 1 的内核态准备，一支到 PID 2 的内核线程服务。

7. 第七段是 "批量唤醒层"。kernel_init_freeable() 调用 do_basic_setup()，再调用 do_initcalls()。initcall 层级从 pure、core、postcore、arch、subsys、fs、rootfs、device 到 late，依次唤醒驱动核心、总线、文件系统、网络协议、块设备、平台设备和 late init 任务。图上应把 initcall 画成阶梯，而不是并列队列。

8. 第八段是 "用户态交接层"。initcall 完成后，prepare_namespace() 挂载根文件系统，run_init_process() 尝试 /sbin/init、/etc/init、/bin/init、/bin/sh 等路径。箭头从 VFS、块层、文件系统、LSM、exec/binfmt 汇聚到 PID 1 的 execve，表示内核启动叙事在这里切换到用户态启动叙事。

整体依赖关系可以概括为：架构发现决定内存边界；内存分配支撑一切对象；调度、RCU、中断和时间让对象能并发运行；VFS、安全和进程模型定义用户态入口；initcall 机制按依赖层级批量唤醒可插拔子系统；最后根文件系统和 execve 把 PID 1 送入用户态。