linux操作系统分析实验2

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安装开发工具

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下载内核源代码

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配置内核选项

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make [-j #] 编译内核

make -j$(nproc) # nproc 是核数 make -j2
# 测试一下内核能不能正常加载运行,因为没有文件系统最终会kernel panic
qemu-system-x86_64 -kernel arch/x86/boot/bzImage

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制作根文件系统

电脑加电启动首先由bootloader加载内核,内核紧接着需要挂载内存根文件系统,其中包含必要的设备驱动和工具,bootloader加载根文件系统到内存中,内核会将其挂载到根目录/下,然后运行根文件系统中init脚本执行一些启动任务,最后才挂载真正的磁盘根文件系统。

​ 我们这里为了简化实验环境,仅制作内存根文件系统。这里借助BusyBox 构建极简内存根文件系统,提供基本的用户态可执行程序。

​ 首先从https://www.busybox.net下载 busybox源代码解压,解压完成后,跟内核一样先配置编译,并安装。

axel -n 20 https://busybox.net/downloads/busybox-1.31.1.tar.bz2
tar -jxvf busybox-1.31.1.tar.bz2
cd busybox-1.31.1
make menuconfig
//记得要编译成静态链接,不用动态链接库。
Settings --->
[*] Build static binary (no shared libs)
//然后编译安装,默认会安装到源码目录下的 _install 目录中。
make -j$(nproc) && make install

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# 然后制作内存根文件系统镜像,大致过程如下:
mkdir rootfs
cd rootfs
cp ../_install/* ./ -rf
mkdir dev proc sys home
sudo cp -a /dev/{null,console,tty,tty1,tty2,tty3,tty4} dev/
# 准备init脚本文件放在根文件系统跟目录下(rootfs/init)
touch init
#添加如下内容到init文件。
#!/bin/sh
mount -t proc none /proc
mount -t sysfs none /sys
echo "Wellcome MengningOS!"
echo "--------------------"
cd home
/bin/sh
给init脚本添加可执行权限
chmod +x init
打包成内存根文件系统镜像
find . -print0 | cpio --null -ov --format=newc | gzip -9 > ../rootfs.cpio.gz
测试挂载根文件系统,看内核启动完成后是否执行init脚本
qemu-system-x86_64 -kernel linux-5.4.34/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.cpio.gz

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命令行debug linux kernel

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VScode debug linux kernel

配置.vscode/tasks.json和.vscode/launch.json。配置文件参见https://github.com/mengning/linuxkernel/tree/master/src/kerneldebuging.



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