Linux内核学习(一)编译内核并运行一个最小系统

写在前面

之前做项目的时候，有前辈告诉自己，要去学一下Linux内核，对很多方面都有帮助，现在闲下来，来花时间学一下这一部分的知识点，也算是一个学习笔记
目前跟着B站UP主——简说linux 的教程《Linux内核开发100讲》学习，链接如下：
简说linux个人空间
还有简书的一个教程
使用 qemu 搭建内核开发环境

整体环境

为了学习代码，我们需要一个一套Linux环境，因为为了方便自己记笔记和学习，没有用双系统，直接在windows10下面用VMware建了一个虚拟机进行试验。
UP主用的是
但我图方便，之前装过18的虚拟机，不想装别的了，我直接用18.04跑的linux-4.9.229
由于虚拟机的配置的时候，遇到了许多问题，把这些博客都记录下来，超链接如下：便于以后自己解决问题（注：我的虚拟机安装的Ubuntu18.04的最省略的版本，即基本上没有任何函数包和其他文本、视频软件）

Ubuntu18.04虚拟机连接不上网络
使用VMware+Ubuntu，无法切换大小写的异常处理

由于自己的Ubuntu基本上没有装库，所以还需要装几个后续在编译Linux内核中需要使用的库

sudo apt-get install libncurses5-dev #内核编译进行配置的一个文本窗口界面
sudo apt-get install build-essential #编译需要的重要函数库

学习笔记

内核源码文件夹介绍

由于Linux的内核代码非常庞大，比如4.9.229的内核大小就有797M，所以需要知道不同的目录有啥意义
进入Linux内核源码之后，会有很多文件夹，下面是目录对应的功能的大概了解

-arch 可以支持的CPU体系的相关的代码，内核移植基本上这个文件夹有关
|–x86 支持x86体系相关的代码
|—kernel 对应体系下的通用代码
|—boot 启动相关的 所有平台相关的启动代码
|—mach-xxx 代表了不同的公司针对不同的硬件平台的代码，其目录下的不同.c基本上和硬件平台启动相关的代码
|—net 网络相关的
-Documentation 开发中参考的第一手的资料文件
-firmware 固件相关代码
-init 内核启动及其初始化相关代码。整个内核首先以一段汇编代码开始，然后跳入C语言的start_kernel函数
-tools 内核的相关工具
-usr 测试相关的代码
-block 与块(存储)设备相关的代码
-drivers (代码中最多的部分,重要)内核对外设的支持包括鼠标、键盘、GPU、视频设备等等，与驱动相关的代码
|–i2C… 对不同类型外设的驱动
-ipc 进程通信相关代码
-security 安全相关的代码
-net 协议相关的代码
-sound 声音相关代码
-fs 文件系统相关的代码
|–sysfs… 虚拟文件系统等
-kernel 内核核心相关代码，与内核进程 调用相关的代码
-crypto 加密解密相关代码
-include 头文件相关代码
-lib 通用库
-mm(重要) 内存管理相关的代码
-scripts 内核编译相关的脚本

内核编译

了解完了基本的知识点之后，我们就开始编译一下我们自己的环境吧。
学习内核的第一步，我们先了解一下这个Linux内核，我们先从一个直观的了解方式——编译一个内核来了解它。
从源码编译linux-4.9内核并运行一个最小的busybox文件系统（最新整理版）
这里面还包含了一个busybox文件系统，这个文件系统里面有很多很实用的库，便于我们后续去使用

编译过程中遇到的问题

因为是初学Linux内核，有一些地方还是要手把手的教，在学习这个教程的过程当中，发现了教程中有一些缺漏的地方，将其补上

①缺少进入菜单进行调整的指令

第三步中缺少了进入菜单进行微调的指令
应该加上一句 make menuconfig

②制作镜像文件那部分过于模糊

up主的那片文章中对qemu的介绍实在太过于模糊，像我这样的新手很容易不知其所云，又找到了一篇讲的很清楚的，链接如下：这个链接很重要！ 虽然有些地方还是有些模糊，但是很多知识已经解释的比up主的那一篇清楚很多了
https://www.jianshu.com/p/e1a4b5b808e0

③挂载硬盘镜像需要检查

在这一步中，分一块内存为硬盘，并挂载镜像文件这一步特别的重要，他是内核的文件系统的位置
挂载完了之后（我的路径有稍微一点点区别，我放在桌面了），在Linux内核的文件中，能发现img右下角有一个硬盘的标志

安装完busybox和内核模块中，在挂载的硬盘中应该有这些文件

etc其实就是格式化硬盘的时候产生的，我在编译的过程当中，一直在纠结这个里面的/etc是什么文件，后来发现就是mount硬盘之后产生的etc文件

最后终于跑起来啦 呜呜 学习Linux内核第一步完成