Linux内核的系统关闭如何在内部工作？

对于系统关闭时用户空间和init-system（经典的init sysV / upstart / systemd）如何工作，我有个大概的想法。（本质上是“ Stop！”，“请立即停止”，“我需要杀死您以停止的过程”并等待...的顺序。）

无论如何，我非常不知道内核中的系统关闭是如何工作的（肯定还有很多事情要做）？

我尝试查看内核文档https://www.kernel.org/doc/htmldocs/，甚至使用NSA的pal搜索工具为我提供了寻找其工作原理的开端。

我还搜索了SE U + L，却一无所获（我是否忽略了它？）

无论如何，尽管这个问题可能有点挑战性，但它会在这个问答网络中得到一个答案，因为我认为会有更多的人有兴趣了解关闭时Linux内核中发生的情况。

可能还会进行更改，以链接到一些更详细的说明。

答案可能包括使用哪些系统调用和哪些内核信号？

https://github.com/torvalds/linux/blob/b3a3a9c441e2c8f6b6760de9331023a7906a4ac6/arch/x86/kernel/reboot.c 似乎是与重启相关的x86使用文件（已经接近关机，是吗？）

也许 可以在http://lxr.free-electrons.com/source/kernel/reboot.c#L176此处找到的代码片段进行解释

176 void kernel_power_off（void）
177 {
（178）第178章
第179章
180 pm_power_off_prepare（）;
第181回
第182回
183 pr_emerg（“ Power down \ n”）;
184 kmsg_dump（KMSG_DUMP_POWEROFF）;
第185章
186}
第187章（二更）

了解Linux内核如何工作的主要资源是：

1. 文档。
2. Linux每周新闻文章。
3. 来源。这是一个复杂的野兽，通过Linux交叉引用LXR可以更容易理解。在lxr.linux.no上运行的LXR变体比其他变体要好，但是通常会下降。

在这种情况下，我在文档或LWN中找不到任何与中心相关的东西，所以LXR就是。

用户区代码要做的最后一件事是调用reboot系统调用。它需要4个参数，因此请SYSCALL_DEFINE4(reboot在LXR上搜索，结果为kernel/reboot.c。检查调用者的特权和参数后，系统调用入口点调用的几个功能之一：kernel_restart重新启动，kernel_halt要在紧密的循环停止，kernel_poweroff以关闭系统电源，kernel_kexec以通过更换一个新的内核（如编译），或hibernate在关闭电源之前将内存保存到磁盘。

kernel_restart，kernel_halt并且 kernel_power_off非常相似：

1. 通过reboot_notifier_list，这是内核组件可以注册以在断电时执行代码的钩子列表。在此阶段，只有少数驱动程序需要执行代码，其中大多数是看门狗。
2. 设置system_state变量。
3. 禁用 usermode-helper，以确保不再启动任何用户代码。（现阶段仍可能存在现有的过程。）
4. 呼叫device_shutdown以释放或关闭系统上的所有设备。许多驾驶员都进入了这个阶段。
   请注意，此时仍在强制挂载的所有文件系统均已被强行卸载。系统调用的调用方负责所有干净的卸载。
5. 仅对于断电，如果配置了ACPI，则可能执行代码以准备进入ACPI 状态S5（软断电）。
6. 在多CP​​U机器中，代码可以在任何CPU上运行，无论哪个调用了系统调用。migrate_to_reboot_cpu请注意切换到一个特定的CPU，并防止调度程序在其他CPU上调度代码。此后，仅单个CPU在运行。
7. syscore_shutdown调用注册的syscore操作的shutdown方法。我认为这主要与禁用中断有关。很少有钩子的方法。shutdown
8. 记录一条信息消息-天鹅的歌。
9. 最后去调用一些机器相关的方式休息machine_restart，machine_halt或machine_power_off。

该冬眠代码经过以下步骤：

1. 遍历电源管理挂钩。
2. 同步文件系统。
3. 冻结所有用户代码。
4. 防止设备热插拔。
5. 将系统状态转储到交换空间。
6. 如果一切成功，请使硬件休眠。这可能涉及调用kernel_restart，kernel_halt或kernel_power_off或某些特定于平台的休眠方法。

关闭系统的另一种方法是machine_emergency_restart。这由魔术SysRq调用键B。在O关键的工作方式不同：它调用kernel_power_off。

系统也可能会崩溃，即无法恢复的错误。Panicking尝试记录消息，然后重新启动系统（通过硬件监视程序或紧急重启）。

这只是部分答案，我可以肯定会邀请其他答案，这可能更加详尽和明确。

该答案的内容取自3.13 linux内核的kernel/reboot.c文件（由于名称不是shutdown.c而是reboot.c，所以可能不是第一个猜测）

无论如何，我们基本上都有三个功能可以勾勒出关闭系统的过程

• void kernel_halt(void) //以系统处于停止状态结束
• void kernel_power_off(void) //以关闭系统电源结束
• void kernel_restart(char *cmd) //结束系统以重新启动它

这些功能非常简短，因此可以完整地粘贴到这里。他们的代码最能说明在内核关闭过程中采取了哪些步骤。（这些评论是我本人提出的，可能不是100％理想和正确，请检查一下自己是否可以确定。尝试很简单。

void kernel_halt(void)

无效kernel_halt（void）
{
    //第一步：
    // a）调用功能/回调已注册为在重新启动/关闭时运行
    // b）将system_sate设置为SYSTEM_HALT
    // c）停止userspacetool交互
    // d）调用device_shutdown（）函数
    kernel_shutdown_prepare（SYSTEM_HALT）;

    //第二步：我认为这对于多CPU系统来说是非常必要的
    migrate_to_reboot_cpu（）;

    //第三步：
    // syscore_shutdown-执行所有已注册的系统核心关闭回调 
    syscore_shutdown（）;

    //第四条消息
    pr_emerg（“系统暂停\ n”）;
    kmsg_dump（KMSG_DUMP_HALT）;

    //第五次调用arch特定的cpu-halt-code
    machine_halt（）;
}

整个过程都是通过sys_reboot系统调用来启动的，因为它不仅会重新引导，还会关闭，而不是直接与关闭过程建立连接的事物。