2019-2020-1 20199318《Linux内核原理与分析》第四周作业

第3章 MenuOS的构造

一、学习笔记

1. 操作系统的“两把宝剑”：中断上下文、进程上下文。
2. 自2003年12月，Linux内核的版本号按照A.B.C.D的方式命名。
    A和B变得无关紧要，C是内核的真是版本。D是安全补丁和bug修复。
3. Linux内核源码的关键目录：
    arch：arch目录中的代码可以使Linux内核支持不同的CPU和体系结构。
    block：存放Linux存储体系中关于块设备管理的代码。
    crypto：存放常见的加密算法的C语言代码，譬如crc32、md5、sha1等。
    Documentation：存放一些文档。
    drivers：驱动目录，里面分门类地存放了Linux支持内核的所有硬件设备的驱动源代码。
    firmware：固件
    fs：文件系统，里面列出了Linux支持的各种文件系统的实现。
    include：头文件目录，存放公共的（各种CPU体系结构公用的）头文件。比如ARM架构特有的一些头文件在arch/arm/include目录及其子目录下。
    init：init是初始化的意思，存放Linux内核启动时的初始化代码。
    其中一个关键目录是init目录，内核启动相关的代码都在这个目录下。在init目录下有main.c源文件。

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二、试验记录

1.构造一个简单的Linux内核

• 注意：qemu需要创建窗口，他在纯命令系统下无法工作，需要使用图形化界面的虚拟机。
• qemu仿真kernel；bzImage是vmLinux经过gzip压缩后的文件，是压缩的内核映像，“b”代表的是“big”（bzImage适用于大内核，zImage适用于小内核）。vmLinux是编译出来的最原始的内核ELF文件。intrid是“initial ramdisk”的简写。

2.跟踪调试Linux内核的启动过程

• 在start_kernel处设置断点，刚才是stop状态，如果按“c“继续执行，那么系统开始启动执行，启动到start_kernel函数的位置停在断点处。

• 再设置一个断点rest_init，继续执行，停在断点处。可以看到rest_init是在start_kernel的尾部进行调用的。

3.分析一些关键函数。

• start_kernel()

main.c中没有main函数，start_kernel()相当于C语言中的main函数。start_kernel是一切的起点，在此函数被调用之前，内核代码主要是用汇编语言编写的，用于完成硬件系统的初始化工作，为C代码的运行设置环境。

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总结

• init_task()在创建了init进程后，调用cpu_idle()演变成了idle进程，执行一次调度后，init进程运行。1号内核线程负责执行内核的部分初始化工作及运行系统配置，最后调用do_execve加载init程序，演变成init进程，init进程是内核启动的第一个用户态进程。kthreadd进程由0号进程创建，始终运行在内核空间，负责所有内核线程的调度和管理。

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