20199314 Linux内核原理与分析 第四周作业

MenuOS的构造

一、Linux内核源代码简介

Linux内核源码的目录结构如图

其中包含了很多子目录，存放了不同类型的代码。

1. arch： 这个为目录是架构相关，里面存放了许多CPU架构，比如arm，x86，MIPS，PPC等。本次学习主要基于X86系统，故重点关注X86目录。

2. block： 在linux中block表示块设备（以块（多个字节组成的整体，类似于扇区）为单位来整体访问），譬如说SD卡、iNand、Nand、硬盘等都是块设备。你几乎可以认为块设备就是存储设备。block目录下放的是一些linux存储体系中关于块设备管理的代码。

3. crypto： 英文意思是加密。这个目录下放了一些各种常见的加密算法的C语言代码实现。譬如crc32、md5、sha1等。

4. Documentation： 里面放了一些文档。

5. drivers： 驱动目录，里面分门别类的列出了linux内核支持的所有硬件设备的驱动源代码。就是需要重点学习的部分。

6. firmware： 固件。什么是固件？固件其实是软件，不过这个软件是固话到IC里面运行的叫固件：就像S5PV210里的iROM代码。
7. fs： fs就是file system，文件系统，里面列出了linux支持的各种文件系统的实现。
8. include： 头文件目录，公共的（各种CPU架构共用的）头文件都在这里。每种CPU架构特有的一些头文件在arch/arm/include目录及其子目录下。

9. init： init是初始化的意思，这个目录下的代码就是linux内核启动时初始化内核的代码。
   

二、 Linux内核启动的起点问题

众所周知，高级语言和汇编语言中，阅读首先要从main.c函数开始，通过其中main函数启动、切换进程。但是Linux内核中虽然有main.c函数，然而其是先通过start_kernel函数启动。

三、构造一个简单的内核--MenuOS(实验楼环境下)

步骤: 将Linux系统和一个简单的文件系统运行起来。
先用qemu仿真kernel，bzImage是vmLinux经过gzip压缩后的文件，是压缩的内核映像。bImage和zImage分别代表大小内核。根文件系统initrd用rootfs.img代替。
代码如下:

    $ cd ~/LinuxKernel/
    $ qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img

由于在自己电脑上构建Linux内核的过程，网速太慢，下载不成功就没下载。

四、利用gdb跟踪调试内核

跟踪gbd调试内核的过程，需要执行如下代码:

 qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -s -S

其中-s代表在gpu初始化前冻结起来，-s代表默认使用1234端口上创建一个gdb-server。

在gdb界面中targe remote之前加载符号表，并用1234这个端口进行连接，代码如下:

 （gdb）file linux-3.18.6/vmlinux 
   target remote:1234

五、总结

进程创建中主要的三个进程为init_task()、kernel_init()、kthreadd()。分别为0、1、2号进程。其中init_task()初始进程衍生出kernel_init()、kthreadd()两者，而前者运行用户进程，后者运行内核守护进程。