2020-2021-1 20209327 《Linux内核原理与分析》第四周作业
Linux内核的启动过程
一、构造一个简单的Linux内核
首先，在实验楼环境中将Linux系统和一个简单的文件系统运行起来：
cd ~/LinuxKernel/
qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img
二、跟踪调试内核的启动过程
# -s：在1234端口上创建一个gdb-server
# -S：CPU初始化之前冻结起来
qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -s -S
在另一个shell窗口中进行调试：
#进入LinuxKernel/下
cd ~/LinuxKernel/
# 打开GDB调试器
gdb
# 在gdb界面中targe remote之前加载符号表
（gdb）file linux-3.18.6/vmlinux
# 建立gdb和gdbserver之间的连接
（gdb）target remote:1234
start_kernel函数相当于c语言的main函数，是一切的起点。因此，首先在start_kernel函数处设置断点进行分析。
# 在start_kernel处设置断点
（gdb）break start_kernel
# 输入c运行至断点处
（gdb）c
单步执行分析start_kernel函数。其中，init_task变量相当于第一个进程的PCB，在此处进行初始化：
trap_init()实现中断向量的初始化，mm_init()实现内存管理的初始化，sched_init()实现调度模块的初始化，等等。
运行至最后是rest_init()，能够实现后续的初始化工作，正式执行内核线程和其他服务进程。
执行完rest_init()后，内核成功启动：
对rest_init函数设置断点，进一步调试分析：
单步执行。其中，rest_init函数通过调用kernel_thread()创建1号内核线程：
运行至最后，内核成功启动：
三、总结与分析
Linux内核启动过程：首先在入口start_kernel()处对0号进程init_task进行初始化，0号进程创建了1号内核线程kernel_init()和2号内核线程kthreadd()后，调用cpu_idle()转变为idle进程。1号内核线程kernel_init()负责执行内核的部分初始化工作及系统配置，之后调用do_execve演变成用户态1号进程；2号内核线程kthreadd()始终运行在内核空间，负责所有内核线程的调度和管理。
