20135327郭皓--Linux内核分析第三周 构造一个简单的Linux系统MenuOS

Posted 2020-06-26

Linux内核分析第三周  构造一个简单的Linux系统MenuOS

 

前提回顾

1.计算机是如何工作的三个法宝

　　1.存储程序计算机

　　2.函数调用堆栈

　　3.中断

2.操作系统的两把宝剑

1. 中断上下文的切换

2. 进程上下文的切换

 

第一讲  Linux内核源代码介绍

arch目录包括了所有和体系结构相关的核心代码。它下面的每一个子目录都代表一种Linux支持的体系结构，例如i386就是Intel CPU及与之相兼容体系结构的子目录。PC机一般都基于此目录。

init目录包含核心的初始化代码（不是系统的引导代码），有main.c和Version.c两个文件。这是研究核心如何工作的好起点。

 

start_kernel函数之前的内容基本都是汇编语言，而从该函数开始内核进入c语言部分，功能则是内核主要功能的初始化。

Kernel内核管理的核心代码放在这里。同时与处理器结构相关代码都放在arch/*/kernel目录下。

 

第二讲 实验 构建一个简单的Linux内核

1.使用实验楼的虚拟机打开shell

cd LinuxKernel 

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

qemu:启动一个虚拟机平台

-kernel：给一个内核，操作系统

-initrd：驱动所需的硬盘

rootfs.img：放一个可执行文件由menuOS源代码编译成的init

内核启动完成后进入menu程序支持三个命令help、version和quit

 

2.通过gdb跟踪内核的启动

设置断点在start_kernel

 

设置断点在rest_init

 

 

总结：

start_kernel到init进程启动：

内核几乎所有模块的初始化都会经过start_kernel来进行

 1 /*init_task即手工创建的PCB，0号进程就是最终的idle进程*/
 2 set_task_stack_end_magic(&init_task);
 3 ........
 4 /*初始化中断向量*/
 5 trap_init();
 6 /*内存管理模块初始化*/
 7 mm_init();
 8 /*调度模块初始化*/
 9 sched_init();
10 ....
11 /*其他初始化*/
12 rest_init()

 

进程启动过程图（来自http://img.blog.csdn.net/20140405154332828?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvemhneGh1YWE=/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/SouthEast）

rest_init()最后执行cpu_startup_entry();cpu_startup_entry会调用cpu_idle_loop(), 在cpu_idle_loop()里面有个while(1)的循环一直执行，作为idle进程，pid是0号，此进程会一直执行下去，并且在系统没有任何需要执行的进程时，调度到此进程。 
Linux内核的启动在宏观上来看，就是start_kernel()来进行各种初始化工作，最终执行到rest_init()来初始化0号进程和1号用户态的进程。然后操作系统就运行起来了。

 

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