2020-2021-1 20209304《Linux内核原理与分析》第四周作业

一.实验

使用自己的Linux系统环境搭建MenuOS

1、首先按照以下命令，下载内核源码，解压并编译：

mkdir LinuxKernel
cd LinuxKernel
wget https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v3.x/linux-3.18.6.tar.xz
xz -d linux-3.18.6.tar.xz
tar -xvf linux-3.18.6.tar
cd linux-3.18.6
make i386_defconfig
make

2、制作根文件目录，打包镜像文件：

mkdir rootfs
git clone https://github.com/mengning/menu.git
cd menu
gcc -pthread -o init linktable.c menu.c test.c -m32 -static
cd ../rootfs
cp ../menu/init ./
find . | cpio -o -Hnewc |gzip -9 > ../rootfs.img

其中cp ../menu/init ./把init复制到rootfs目录下，init为一号进程是第一个用户态进程。复制完成后使用cpio方式，将rootfs目录下的文件打包，生成rootfs.img镜像文件。
3、启动不带调试信息的Linux内核和MenuOS：
输入qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img即可启动MenuOS。

4、重新编译Linux内核：
输入make menuconfig即可打开配置界面。按顺序选择Kernel hacking ---> Compile-time checks and compiler options ---> [*] Compile the kernel with debug info 完成后退出界面，输入make命令就完成了Linux内核的配置编译。

5、跟踪调试Linux内核的启动过程：
(1)先使用如下命令启动内核qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -S -s；
(2)再打开一个窗口，启动gdb，加载内核建立连接；
(3)使用break命令在“start_kernel”函数处设置断点，按“c”继续执行即可运行到断点处。

start_kernel()代码部分：

start_kernel()相当于C语言中的main函数，是一切的起点。
(4)在rest_init函数处设置断点
通过断点的设置，可以看到rest_init函数在start_kernel的尾部进行了调用。

rest_init()代码部分：
rest_init是0号进程，它创建了1号进程init和其他的一些服务进程。

二.遇到的问题和解决方法

1、在make menuconfig时遇到下图中的错误，通过命令sudo apt-get install libncurses5-dev下载缺少的文件后解决了这一问题。

2、在运行qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img命令时，出现了下图的错误，重新下载qemu后还是出现错误。

通过询问同学学习到了解决的方法，可以用如下建立连接的命令，找到qemu文件
sudo ln -s /usr/bin/qemu-system-i386 /usr/bin/qemu
在这之前，还需要使用sudo apt install qemu-system-i386命令先下载qemu-system-i386文件。运行成功后即可成功执行：