朱荟潼 + 原创作品转载请注明出处 + 《Linux内核分析》MOOC课http://mooc.study.163.com/course/USTC 1000029000

知识笔记

1.arch/ 支持不同的CPU的源代码——X86。

2.init/ 内核启动相关的代码基本在此目录下。

main.c  Linux内核启动的起点:start_kernel。

start_kernel 相当于普通C程序的main()。

mm/ 内存管理代码。

kernel/ 与进程调度有关;Linux内核的核心代码在该目录中。

3.README

如何安装内核源代码:
make menuconfig
modules_install install 安装模块
make allnoconfig 关闭所有可选项

4.init是第一个用户态进程,是1号进程。

实验分析

打开shell

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

  • 内核启动完成后进入menu程序,支持命令help、version和quit。

使用gdb跟踪调试内核

qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -s -S
# 关于-s和-S选项的说明:
# -S freeze CPU at startup (use ’c’ to start execution)
# -s shorthand for -gdb tcp::1234 若不想使用1234端口,则可以使用-gdb tcp:xxxx来取代-s选项

  • 当前状态是被冻结起来的。

gdb设断点

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

gdb设置断点

    break func 设置断点,在函数func()入口处
info break 查看断点信息。
r 运行程序
n 单条语句执行
c 继续运行程序
p I 打印变量i的值
bt 查看函数堆栈。
finish 退出函数。
q 退出gdb

简单分析start_kernel(只部分截图,详细源代码见:http://codelab.shiyanlou.com/xref/linux-3.18.6/)

进入init/main.c/(图—分析,如下)

  • 【510行】全局变量init_task,即手工创建的PCB,0号进程即是最终的idle进程。

  • 【804—810行】设置了很多的中断门,不同的硬件中断。

  • 【839行】系统陷阱门(系统调用也是一种中断,只是用指令的方式来触发一个中断)。

  • 【562行】内存管理模块
  • 【569行】调度模块的

  • 【405】创建kthreadd,用一个内核线程管理
  • 【403行】点击如下图

【945行】init_process是linux系统中的1号进程,是第一个用户态进程,默认根目录下的init程序。

【418行】0号进程idle就是在这里启动的。

【cpu_startup_entry】进入,while一直在循环,这个就是0号进程。

总结:

1.sched_init()进程调度初始化函数,函数内做了很关键的一步初始化——对0号进程,即idle进程进行初始化。

2.rest_init()其他初始化函数,函数内将创建1号进程,即init进程。

3.rest_init实际上就是start_kernel内核一启动的时候会一直存在,这个就叫0号进程;0号进程创建了1号进程kernel_init和其他服务线程。这就是内核的启动过程。

4.ps:start_kernel的源代码见:http://codelab.shiyanlou.com/xref/linux-3.18.6/

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