标签:err 开始 配置文件 down otf 16px ip地址 bss isa
1.1下载内核源代码
mkdir LinuxKernel #创建LinuxKernel根目录
cd ~/LinuxKernel/
wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.0.1.tar.xz #下载Linux内核,这里用的是5.0.1版本
xz -d linux-5.0.1.tar.xz #解压
tar -xvf linux-5.0.1.tar
cd linux-5.0.1
1.2安装依赖包
#如果已经安装过就忽略这一步
sudo apt-get install build-essential sudo apt-get install libelf-dev sudo apt-get install libncurses-dev sudo apt-get install flex sudo apt-get install bison
sudo apt-get install libssl-dev
1.3配置编译需要的信息
#进入解压出来的目录 cd /linux-5.0.1/ #使用现存内核的配置文件:(xxx处使用TAB补全) sudo cp /boot/config-xxx -r .config #应用现存配置文件 sudo make oldconfig #仅安装已有module sudo make localmodconfig #配置其他编译选项 sudo make menuconfig
#这个地方可能会报错
Your display is too small to run Menuconfig!
It must be at least 19 lines by 80 columns.
make[1]: *** [menuconfig] Error 1
make: *** [menuconfig] Error 2
这里需要点击Terminal->Preferences->Unnamed,然后将Initial terminal size,columns的数值增大,然后重新打开终端,执行命令
接着会出现以下界面,依次选择 Kernel hacking ->Compile-time checks and compiler options ->[ ]Compile the kernel with debug info
然后按Y键,选择 Save ,选择Exit直到退出。
1.4 编译
sudo make
#或者使用sudo make -j*,*位cpu核数
然后就等待编译完成,时间取决于机器性能,一般需要20分钟到数小时
1.5 升级内核
#安装modules
sudo make modules_install
#安装
sudo make install
#重启虚拟机
sudo shutdown -r now
#查看内核版本
uname -a
可以看到内核已经更新为Linux 5.0.1
2.1 QEMU虚拟机加载内核
cd ~/LinuxKernel/ sudo apt install qemu#安装qemu命令 qemu-system-x86_64 -kernel linux-5.0.1/arch/x86_64/boot/bzImage
2.2 构造MenuOS
#创建MenuOS根目录 mkdir rootfs #下载MenuOS git clone https://github.com/mengning/menu.git
这里如果git clone的速度太慢,可以修改/etc/hosts/内容,再刷新DNS
nslookup github.global.ssl.fastly.net
nslookup github.com
#这里会返回两个IP地址
sudo vim/etc/hosts
#按i进入插入模式,然后将xxxx github.global.ssl.fastly.net xxxx github.com
添加至最后一行,然后按ESC,输入:wq!保存退出
sudo /etc/init.d/networking restart
#刷新DNS
2.3 安装libc6-dev-i386并初始化根目录
cd menu
sudo apt-get install libc6-dev-i386#在64位环境下编译32位
#注意在初始化根目录之前要修改Makefile的内容,因为实验楼的系统是Linux 3.18.6,这里要改为5.0.1,修改之后如下
#qemu-system-x86_64 -kernel ../linux-5.0.1/arch/x86_64/boot/bzImage -initrd ../rootfs.img
#注意在Makefile修改命令时开头需加上TAB键,否则会报错
make rootfs
得到结果如下,输入help可以看到当前MenuOS中有help,version,quit,time,time-asm等命令
接下来需要验证MenuOS的网络可以正常工作,可以通过在MenuOS上完成TCP客户端和服务器发送和接收hello/hi
2.4 验证MenuOS的网络
2.4.1 将TCP网络通信程序的服务端集成到MenuOS 系统中
cd ~/LinuxKernel/ git clone https://github.com/mengning/linuxnet.git cd linuxnet/lab2 make cd ../../menu/#这里要修改Makefile文件 make rootfs
2.4.2 将TCP网络通信程序的客户端集成到MenuOS系统中
cd ~/LinuxKernel/ cd linuxnet/lab3 make rootfs#Make rootfs之前要修改Makefile
#未修改之前qemu -kernel ../../linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd ../rootfs.img
#修改之后 qemu-system-x86_64 -kernel ../../linux-5.0.1/arch/x86/boot/bzImage -initrd ../rootfs.img
现在可以得到以下结果,输入replyhi,输入hello,收到了hi,证明MenuOS的网络可以正常工作
3.1 重启QEMU
cd ~/LinuxKernel/menu
#先修改Makefile,在qemu-system-x86_64 -kernel ../linux-5.0.1/arch/x86_64/boot/bzImage -initrd ../rootfs.img
#末尾加上-append nokaslr -s -S
make rootfs
结果如下
3.2 连接gdb server并调试
重新打开一个终端
gdb file ~/LinuxKernel/linux-5.0.1/vmlinux target remote:1234
#设置断点对start_kernel进行跟踪
break start_kernel
c #继续运行
list#查看上下文
结果如下
结果显示gdb可以追踪到start_kernel
函数,断点在init/mian.c
的538行
继续在rest_init处设置断点
break rest_init
c
断点在init/mian.c
的398行
我们来简要分析一下运行到start_kernel()的过程,start_kernel()实际上是内核的汇编代码和c代码的交接处。
截取一段start_kernel()的源码
asmlinkage __visible void __init start_kernel(void) { char *command_line; char *after_dashes; set_task_stack_end_magic(&init_task);
...
...
/* Do the rest non-__init‘ed, we‘re now alive */
arch_call_rest_init();
}
当程序运行到start_kernel()时:
(1)手工通过 set_task_stack_end_magic(&init_task)创建0号进程,init_task是0号进程上下文信息的描述符,是内核中所有进程、线程
的task_struct雏形,在内核初始化过程中,通过静态定义构造出了一个task_struct接口,取名为init_task,init_idle()函数会把init_task加入到
cpu的运行队列中去,在没有其他进程加入cpu队列的时候,init_task会一直运行,当其他进程加入进来的时候,init_task就会被设置成idle,
并使用调度函数将切换到新加入进来的进程上。
(2)将内存管理模块、中断、调度模块等模块初始化。
(3)start_kernrl函数运行到rest_init(),开始初始化进程并创建1号和2号进程。
我们接着看一下rest_init的部分源码
noinline void __ref rest_init(void) { struct task_struct *tsk; int pid; rcu_scheduler_starting(); /* * We need to spawn init first so that it obtains pid 1, however * the init task will end up wanting to create kthreads, which, if * we schedule it before we create kthreadd, will OOPS. */ pid = kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS); rcu_read_lock(); tsk = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns); set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask_of(smp_processor_id())); rcu_read_unlock(); numa_default_policy(); pid = kernel_thread(kthreadd, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES); rcu_read_lock(); kthreadd_task = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns); rcu_read_unlock(); system_state = SYSTEM_SCHEDULING; complete(&kthreadd_done); schedule_preempt_disabled(); /* Call into cpu_idle with preempt disabled */ cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE); }
pid = kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS)创建了1号进程
pid = kernel_thread(kthreadd, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES)创建了2号进程
cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE)进行cpu队列进程的切换,将0号进程设置idle
这就是Linux下的三个特殊进程
0号进程由系统自动创建, 运行在内核态
1号进程由idle通过kernel_thread创建,在内核空间完成初始化后, 加载init程序, 并最终在用户空间
2号进程由idle通过kernel_thread创建,并始终运行在内核空间, 负责所有内核线程的调度和管理
参考资料
https://blog.csdn.net/gatieme/article/details/51484562
https://github.com/mengning/net/tree/master/lab3
标签:err 开始 配置文件 down otf 16px ip地址 bss isa
原文地址:https://www.cnblogs.com/ustc-kunkun/p/12002488.html