Linux下有3個特殊的程序，idle程序(PID=0), init程序(PID=1)和kthreadd(PID=2)

* idle程序由系統自動建立, 執行在核心態

idle程序其pid=0，其前身是系統建立的第一個程序，也是唯一一個沒有通過fork或者kernel_thread產生的程序。完成載入系統後，演變為程序排程、交換

* init程序由idle通過kernel_thread建立，在核心空間完成初始化後, 載入init程式, 並終端使用者空間

由0程序建立，完成系統的初始化. 是系統中所有其它使用者程序的祖先程序
Linux中的所有程序都是有init程序建立並執行的。首先Linux核心啟動，然後在使用者空間中啟動init程序，再啟動其他系統程序。在系統啟動完成完成後，init將變為守護程序監視系統其他程序。

* kthreadd程序由idle通過kernel_thread建立，並始終執行在核心空間, 負責所有核心執行緒的排程和管理

它的任務就是管理和排程其他核心執行緒kernel_thread, 會迴圈執行一個kthread的函式，該函式的作用就是執行kthread_create_list全域性連結串列中維護的kthread, 當我們呼叫kernel_thread建立的核心執行緒會被加入到此連結串列中，因此所有的核心執行緒都是直接或者間接的以kthreadd為父程序

我們下面就詳解分析1號程序的前世(kernel_init)今生(init程序)

Linux系統中的init程序(pid=1)是除了idle程序(pid=0，也就是init_task)之外另一個比較特殊的程序，它是Linux核心開始建立起程序概念時第一個通過kernel_thread產生的程序，其開始在核心態執行，然後通過一個系統呼叫，開始執行使用者空間的/sbin/init程式，期間Linux核心也經歷了從核心態到使用者態的特權級轉變，/sbin/init極有可能產生出了shell，然後所有的使用者程序都有該程序派生出來

1號程序

前面我們瞭解到了0號程序是系統所有程序的先祖, 它的程序描述符init_task是核心靜態建立的, 而它在進行初始化的時候, 通過kernel_thread的方式建立了兩個核心執行緒，分別是kernel_init和kthreadd，其中kernel_init程序號為1

start_kernel在其最後一個函式rest_init的呼叫中，會通過kernel_thread來生成一個核心程序，後者則會在新程序環境下調 用kernel_init函式，kernel_init一個讓人感興趣的地方在於它會呼叫run_init_process來執行根檔案系統下的 /sbin/init等程式：

kernel_init

0號程序建立1號程序的方式如下

kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS);

我們發現1號程序的執行函式就是kernel_init, 這個函式被定義init/main.c中，如下所示

kernel_init函式將完成裝置驅動程式的初始化，並呼叫init_post函式啟動使用者空間的init程序。

由0號程序建立1號程序（核心態），1號核心執行緒負責執行核心的部分初始化工作及進行系統配置，並建立若干個用於快取記憶體和虛擬主存管理的核心執行緒。

init程序

隨後，1號程序呼叫do_execve執行可執行程式init，並演變成使用者態1號程序，即init程序。

init程序是linux核心啟動的第一個使用者級程序。init有許多很重要的任務，比如像啟動getty（用於使用者登入）、實現執行級別、以及處理孤立程序。

它按照配置檔案/etc/initab的要求，完成系統啟動工作，建立編號為1號、2號…的若干終端註冊程序getty。

每個getty程序設定其程序組標識號，並監視配置到系統終端的介面線路。當檢測到來自終端的連線訊號時，getty程序將通過函式do_execve（）執行註冊程式login，此時使用者就可輸入註冊名和密碼進入登入過程，如果成功，由login程式再通過函式execv（）執行shell，該shell程序接收getty程序的pid，取代原來的getty程序。再由shell直接或間接地產生其他程序。

上述過程可描述為：0號程序->1號核心程序->1號使用者程序（init程序）->getty程序->shell程序

注意，上述過程描述中提到：1號核心程序呼叫執行init函式並演變成1號使用者態程序（init程序），這裡前者是init是函式，後者是程序。兩者容易混淆，區別如下：

1. kernel_init函式在核心態執行，是核心程式碼

2. init程序是核心啟動並執行的第一個使用者程序，執行在使用者態下。

3. 一號核心程序呼叫execve()從檔案/etc/inittab中載入可執行程式init並執行，這個過程並沒有使用呼叫do_fork()，因此兩個程序都是1號程序。

當核心啟動了自己之後（已被裝入記憶體、已經開始執行、已經初始化了所有的裝置驅動程式和資料結構等等），通過啟動使用者級程式init來完成引導程序的核心部分。因此，init總是第一個程序（它的程序號總是1）。

當init開始執行，它通過執行一些管理任務來結束引導程序，例如檢查檔案系統、清理/tmp、啟動各種服務以及為每個終端和虛擬控制檯啟動getty，在這些地方使用者將登入系統。

在系統完全起來之後，init為每個使用者已退出的終端重啟getty（這樣下一個使用者就可以登入）。init同樣也收集孤立的程序：當一個程序啟動了一個子程序並且在子程序之前終止了，這個子程序立刻成為init的子程序。對於各種技術方面的原因來說這是很重要的，知道這些也是有好處的，因為這便於理解程序列表和程序樹圖。init的變種很少。絕大多數Linux發行版本使用sysinit（由Miguel van Smoorenburg著），它是基於System V的init設計。UNIX的BSD版本有一個不同的init。最主要的不同在於執行級別：System V有而BSD沒有（至少是傳統上說）。這種區別並不是主要的。在此我們僅討論sysvinit。 配置init以啟動getty：/etc/inittab檔案

關於init程式

1號程序通過execve執行init程式來進入使用者空間，成為init程序，那麼這個init在哪裡呢

核心在幾個位置上來查尋init，這幾個位置以前常用來放置init，但是init的最適當的位置（在Linux系統上）是/sbin/init。如果核心沒有找到init，它就會試著執行/bin/sh，如果還是失敗了，那麼系統的啟動就宣告失敗了。

因此init程式是一個可以又使用者編寫的程序, 如果希望看init程式原始碼的朋友，可以參見

Ubuntu等使用deb包的系統可以通過dpkg -S檢視程式所在的包

CentOS等使用rpm包的系統可以通過rpm -qf檢視系統程式所在的包

附錄

kernel_init_freeable流程分析

static noinline void __init kernel_init_freeable(void)
{
    /*
     * Wait until kthreadd is all set-up.
     */
    wait_for_completion(&kthreadd_done);

    /* Now the scheduler is fully set up and can do blocking allocations */
    gfp_allowed_mask = __GFP_BITS_MASK;

    /*
     * init can allocate pages on any node
     */
    set_mems_allowed(node_states[N_MEMORY]);
    /*
     * init can run on any cpu.
     */
    set_cpus_allowed_ptr(current, cpu_all_mask);

    cad_pid = task_pid(current);

    smp_prepare_cpus(setup_max_cpus);

    do_pre_smp_initcalls();
    lockup_detector_init();

    smp_init();
    sched_init_smp();

    page_alloc_init_late();

    do_basic_setup();

    /* Open the /dev/console on the rootfs, this should never fail */
    if (sys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)
            pr_err("Warning: unable to open an initial console.\n");

    (void) sys_dup(0);
    (void) sys_dup(0);
    /*
     * check if there is an early userspace init.  If yes, let it do all
     * the work
     */

    if (!ramdisk_execute_command)
            ramdisk_execute_command = "/init";

    if (sys_access((const char __user *) ramdisk_execute_command, 0) != 0) {
            ramdisk_execute_command = NULL;
            prepare_namespace();
    }

    /*
     * Ok, we have completed the initial bootup, and
     * we're essentially up and running. Get rid of the
     * initmem segments and start the user-mode stuff..
     *
     * rootfs is available now, try loading the public keys
     * and default modules
     */

    integrity_load_keys();
    load_default_modules();
 }

kernel_init分析

static int __ref kernel_init(void *unused)
{
    int ret;

    kernel_init_freeable();
    /* need to finish all async __init code before freeing the memory */
    async_synchronize_full();
    free_initmem();
    mark_rodata_ro();
    system_state = SYSTEM_RUNNING;
    numa_default_policy();

    flush_delayed_fput();

    rcu_end_inkernel_boot();

    if (ramdisk_execute_command) {
            ret = run_init_process(ramdisk_execute_command);
            if (!ret)
                    return 0;
            pr_err("Failed to execute %s (error %d)\n",
                   ramdisk_execute_command, ret);
    }

    /*
     * We try each of these until one succeeds.
     *
     * The Bourne shell can be used instead of init if we are
     * trying to recover a really broken machine.
     */
    if (execute_command) {
            ret = run_init_process(execute_command);
            if (!ret)
                    return 0;
            panic("Requested init %s failed (error %d).",
                  execute_command, ret);
    }
    if (!try_to_run_init_process("/sbin/init") ||
        !try_to_run_init_process("/etc/init") ||
        !try_to_run_init_process("/bin/init") ||
        !try_to_run_init_process("/bin/sh"))
            return 0;

    panic("No working init found.  Try passing init= option to kernel. "
          "See Linux Documentation/init.txt for guidance.");
}