构建一个简单的Linux系统 MenuOs —— start_kernel到init进程（20135304刘世鹏）

构建一个简单的Linux系统 MenuOs —— start_kernel到init进程

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作者：刘世鹏20135304

《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000

Linux内核代码简介

内核源码三个个重要目录

• arch占有代码量最大，支持不同cpu的源代码，arch/x86目录下的代码是我们关注的重点
• init，内核启动相关的代码基本都在init目录下，init/main.c中start_kernel是整个内核启动的起点

• Kernel目录下是Linux内核的核心代码所在

README

• 介绍了什么是Linux
• Linux能在哪些硬件上运行
• 文档说明
• 怎样安装内核源代码
• make mrproper 把中间代码清理干净
• make allnoconfig把所有的可选项都关闭了，可以运行的很快

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实验过程

构造一个简单的Linux 系统 MenuOs

cd LinuxKernel/
qemu -kernel linux-3.18./arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img

• qemu 启动虚拟机
• kernel指明内核文件名
• initrd指明根文件系统

内核启动 → 加载根文件系统（可执行文件init被启动了）

使用GDB跟踪调试内核的方法

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)在cpu初始化之前冻结起来
-s shorthand for 在-gdb tcp::1234端口上创建一个gdb server

此时虚拟机处于冻结状态

另开一个shell窗口
设置gdb断点

（gdb）file linux-3.18./vmlinux # 在gdb界面中targe remote之前加载符号表
（gdb）target remote: # 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

系统重新启动到start_kernel这个位置

系统执行到init

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分析start_kernel的执行过程

• start_kernel函数是Linux内核的入口。
• start_kernel()是内核的汇编与Ｃ语言的交接点，在该函数以前，内核的代码都是用汇编写的，完成一些最基本的初始化与环境设置工作。
• 不管分析内核那一部分都会涉及到start_kernel,因为几乎所有模块在初始化时都会调用它
• init_task 为全局变量，即手工创建的pcb。 0号进程即最终的idle进程

• trap_init()初始化一些中断向量

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Kthreadd用内核线程管理系统资源，当系统没有进程需要执行时就调度到idle进程

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四、总结

整个内核的启动过程整体上可看作rest_init()这一个0号进程，在start_kernel函数的尾部被调用。这个0号进程就创建了1号进程kernel_init，接下来还创建了其他的一些服务类的内核线程如kthreadd。这样整个系统就启动起来了。