《Linux内核分析》第三周学习报告

《Linux内核分析》第三周学习报告

                                   ——构造一个简单的Linux系统MenuOS

姓名：王玮怡  学号：20135116

第一节 Linux内核源代码简介 

Linux内核源代码（重点关注arch/x86目录下的代码）

1、linux-3.18.6/init中存储很多内核启动相关的代码，其中main.c中的代码为整个内核启动的起点

2、main.c中，start_kernel函数相当于普通C程序的main函数，内核开始初始化

3、linux-3.18.6/kernel中有Linux内核的核心代码

4、如何安装内核源代码： 

（1）解压：gzip –cd linux-3.X.tar.gz    

（2）打补丁：gzip –cd../patcj-3.x.gz 

（3）进入Linu并进行清理中间代码：cd linux  make mrproper-

 

第二节 构造一个简单的Linux系统MenuOS

1、启动Linux内核

cd LinuxKernel

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

2、内核启动完成进入menu程序，支持三个命令quit、version、help

3、ipc和进程通信相关的目录

 

第三节 跟踪调试Linux的内核启动过程

一、使用gdb跟踪调试Linux内核的方法

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

#-S:在CPU初始化之前将其冻结起来

#-s：在-gdb tcp::1234端口上创建了一个gdbserver（若不想1234端口，可以使用-gdb tcp:xxxx）

2、另外打开一个shell窗口，就可以使用gdb （使用水平分割）

（gdb）file linux-3.18.6/vmlinux #将带有符号表对应的内核镜像加载进来

（gdb）target remote:1234 #建立与gdbserver之间的链接（按C让qemu上的Linux解除冻结状态，继续运行）

（gdb）break start_kernel #设置断点，跟踪内核（可以在target remote之前，也可以在其之后），按C让qemu上的Linux解除冻结状态，继续运行至start_kernel

（gdb）list #可以看到start_kernel附近的代码

二、简单分析start_kernel

1、在init/main.c代码中找到start_kernel

其中第510行的init_task即手工创建的PCB，0号进程即最终的idle进程

2、不管分析内核的哪一部分都会涉及到start_kernel

3、trap init：初始化中断向量，mm init资源管理初始化，sched init进程调度初始化

4、rest init：其他中断，其中包括kernel_thread(kernel_init)，就是start_kernel从内核已启动是就一直存在的0号进程

5、kernel_init中有run_init_process，run_init_process创建了一号进程，默认路径下的程序 init_process 一号进程默认的

6、CPU_idle_loop:当系统没有进程需要执行时就调度到idle进程

 

总结：

    在这周的学习中，我们首先复习了计算机有三个法宝：存储程序计算机、函数调用堆栈、中断，操作系统有两把剑：中断上下文的切换（保存现场和恢复现场）和进程上下文的切换。此外，我们这周还跟踪调试Linux的内核启动过程。关于idle进程，内核启动完毕后，会进入CPU_idle_loop循环，当系统没有进程需要执行时就调度到idle进程；关于1号进程，rest_init()中有kernel_thread，其中包括kernel_init，kernel_init中有run_init_process，创建了一号进程。通过这周的学习，我们对Linux内核有了进一步的了解。