利用linuxkernel构建一个精简版的操作系统内核

作者 水云青  

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《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000

        首先给出运行程序的源代码：链接地址：

mykernel-master.zip 地址：http://pan.baidu.com/s/1dEsqxe5

linux-3.9.4.tar.xz      地址：http://pan.baidu.com/s/1pKlQDR1

mykernel_for_linux3.9.4sc.patch 地址：http://pan.baidu.com/s/1hqW5L8C

也可以在实验楼中，进行试验https://www.shiyanlou.com/courses/195

在实验楼中进入主文件夹，在终端输入如下命令，来启动程序

cd LinuxKernel/linux-3.9.4
qemu -kernel arch/x86/boot/bzImage

如果自己搭建环境，文件解压即可，笔者在Ubuntu 15.10中进行试验。

试验目的：

1、熟悉、理解Linux内核工作方式

2、尝试编写自己的内核

3、理解多进程时间片轮转的工作方式

试验过程：

1.编译内核：

。。。。。

具体过程参见word文档

地址：http://pan.baidu.com/s/1pJXD3HT

但是笔者在对着文档进行试验时出现了下面的错误

include/linux/compiler-gcc.h:103:30:   fatal error:  linux/compiler-gcc5.h: 没有那个文件或目录
compilation terminated.

这种情况是因为系统太新,手动去网上下一个 compiler-gcc5.h 放你要编译内核模块的内核代码的include/linux下. 

现在给出一个compiler-gcc5.h的地址： http://pan.baidu.com/s/1c1gNsnY

如图是笔者在Ubuntu 15.10中的运行结果

将多进程实践片轮转的mykernel放入linux3.9.4之后，文件下载地址为：

http://pan.baidu.com/s/1kU2nOKB，开始编译，运行，参见word文档。

二、分析

下面对主要代码进行分析

#define MAX_TASK_NUM        4
#define KERNEL_STACK_SIZE 1024*8//进程控制块TASK_STRUCT/* CPU-specific state of this task */struct Thread {//保存eip和esp unsigned long ip;//eip unsigned long sp;//esp};typedef struct PCB{ int pid;//进程的ip volatile long state; /* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */ char stack[KERNEL_STACK_SIZE]; /* CPU-specific state of this task 内核堆栈*/ struct Thread thread; unsigned long task_entry;//入口 struct PCB *next;//链表}tPCB;void my_schedule(void);//调度器
 这个是mypcb.h文件 用来定义Thread结构体用于保存现场和恢复现场。PCB用来定义循环链表。




#include 
#include 
#include 
#include 
#include 


#include "mypcb.h"

tPCB task[MAX_TASK_NUM];
tPCB * my_current_task = NULL;
volatile int my_need_sched = 0;

void my_process(void);


void __init my_start_kernel(void)
{
    int pid = 0;
    int i;
    /* Initialize process 0*/
    task[pid].pid = pid;
    task[pid].state = 0;/* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */
    task[pid].task_entry = task[pid].thread.ip = (unsigned long)my_process;
    task[pid].thread.sp = (unsigned long)&task[pid].stack[KERNEL_STACK_SIZE-1];
    task[pid].next = &task[pid];
    /*fork more process */
    for(i=1;ipid);
            if(my_need_sched == 1)
            {
                my_need_sched = 0;
        	    my_schedule();
        	}
        	printk(KERN_NOTICE "this is process %d +\n",my_current_task->pid);
        }     
    }
}






void __init my_start_kernel(void)用来初始化和启动线程。
扩充知识：
qemu是一款虚拟化应用程序，可以模拟虚拟机。