【MOOC EXP】Linux内核分析实验三报告

 程涵 

原创博客

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

 

【跟踪分析Linux内核的启动过程】 

 


 

 

 知识点梳理

 

Linux内核源代码

 

arch:支持不同的CPU的源代码,其中的关键目录包括:Documentation、drivers、firewall、fs、include等
documentation:文档目录
fs:文件系统
init:内核启动相关的代码main.c、Makefile等基本都在该目录中。(main.c中的start_ kernel函数是Linux内核启动的起点,即初始化内核的起点)
kernel:Linux内核核心代码在kernel目录中。
lib:公用的库文件
mm:内存管理的代码
scripts:与脚本相关的代码
security:与安全相关的代码
sound目录:与声音相关的代码
tools目录:与工具相关的代码
net:与网络相关的代码
readme:介绍了什么是Linux,Linux能够在哪些硬件上运行,如何安装内核源代码等
……

 

 

实验过程及截图

1.使用实验楼的虚拟机打开shell

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

 

 

 

2.内核启动完成后进入menu程序,支持三个命令help、version和quit。

 

  • 启动实验的Linux系统MenuOS,实际上就是一个在Linux内核的基础上,再运行一个简单菜单命令行程序。
  • 在MenuOS>的提示符下输入help,看到其全部支持的命令:help、version、quit

 

 

 

3.使用gdb跟踪调试内核

qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -s -S # 关于-s和-S选项的说明:
 -S freeze CPU at startup (use ’c’ to start execution)
 -s shorthand for -gdb tcp::1234 若不想使用1234端口,则可以使用-gdb tcp:xxxx来取代-s选项

 

 

4.另开一个shell窗口

编译的目的就是生成自带内核中没有的符号表。符号是全局变量、函数名,符号表即名字与地址一一对应。

gdb
(gdb)file linux-3.18.6/vmlinux # 在gdb界面中targe remote之前加载符号表
(gdb)target remote:1234 # 建立gdb和gdbserver之间的连接,按c 让qemu上的Linux继续运行
(gdb)break start_kernel # 断点的设置可以在target remote之前,也可以在之后

 

(gdb)file linux-3.18.6/vmlinux
# 在gdb界面中targe remote之前加载符号表
(gdb)target remote:1234 
# 建立gdb和gdbserver之间的连接,按c 让qemu上的Linux继续运行
(gdb)break start_kernel 
# 在start_kernel函数入口处设置断点
(gdb)c 
# 使得系统运行到start_kernel处停住
(gdb)list
# 显示当前行所在位置上下的代码

 


 

 

 

简单分析一下start_kernel

不管分析内核的哪一部分都会涉及到start_kernel,都会在init初始化。

1、全局变量init_task

手工创建的PCB,0号进程即最终的idle进程。

2、trap_init

涉及到中断,初始化一些中断向量

set_intr_gate:设置中断门

set_system_trap_gate:系统陷阱门SYSCALL VECTOR

 

3、mm_init

内存管理模块初始化

4、sched_init

调用进程调度初始化

5、rest_init

kernel_init:创建1号进程

第一个用户态进程:init_process,1号进程,找默认路径下的程序作为1号进程

kthreadd:内核线程,用来管理系统资源

当系统没有进程需要执行时就调度idle进程,即0号进程,一直存在。

注意:init_process是一号进程。

 

 

posted @ 2016-03-13 20:39  ClareOhno  阅读(388)  评论(1编辑  收藏  举报