LINUX内核分析第三周学习总结：构造一个简单的LINUX系统MENUOS

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构造一个简单的Linux系统

1. 运行MenuOS系统

在实验楼的虚拟机环境里，打击打开shell，使用下面的命令

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

# -initrd：指明一个根文件系统

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

。

2. 使用gdb跟踪调试内核

使用带参数命令启动MenuOS，使得系统在刚启动时，暂停等待调试器跟踪执行。

qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -s -S
# -S 在CPU初始化之前，冻结CPU
# -s 1234端口上创建一个tcp接口。若不想使用1234端口，则可以使用-gdb tcp:xxxx来取代-s选项

另开一个shell窗口，启动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
# 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

附：常用调试参数

常用调试参数	用途
r(run)	开始运行程序
c(continue)	继续运行一直到断点停止
b(break)	设置程序断点
l(list)	显示当前行后面的源程序
bt (backtrace)	查看堆栈信息
info	查看各类gdb信息以及环境信息，比如：info break可以查看断点信息
p(print)	打印出变量值;如 p var，会把var变量的值输出
s(step)	单步跟踪，会进入函数内部
n(next)	单步跟踪，不进入函数
finish	跳出函数调试，并打印返回时的信息
clear	清除全部已定义的断点
q(quit)	退出gdb

3、按住Ctrl+ALt键打开一个新的Shell窗口，并输入以下代码。

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



将break 放在start处输入C ，观察qemu



输入list可以查看断点附近的代码。



查看linux-3.18.6的内核代码。这里有很多个文件目录。

其中arch包括了所支持的多种CPU体系结构，这里我们只关心里面的x86文件夹就好了。

其他还有如drivers为驱动相关代码。fs为文件系统相关内核代码，ipc是进程相关代码，mm是存储管理代码，net是和网络相关的内核代码等等。、



init为初始化相关的模块，在init/main.c/start_kernel中之后开始C代码的操作系统初始化，最后执行第一个用户态进程init。。

在start_kernel函数中可以看到很多_init相关函数，涉及到操作系统启动相关的多种初始化操作。



这里的init_task为相当于0号进程的pcb。 还有sched_init();为进程调度相关初始化。trap_init();为中断相关的内核代码。等等。

这里看到start_kernel 最后一句 rest_init().

当操作系统为空闲时，就会执行这个idle程序。