一、构造一个简单的Linux系统MenuOS

输入以下指令并执行

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

执行结果
在这里插入图片描述

二、使用gdb跟踪调试Linux内核的方法

1.使用 gdb 跟踪调试内核

输入指令

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

执行结果
在这里插入图片描述

2.另开一个 shell 窗口，设置一个断点

另开一个shell窗口，执行指令

gdb
（gdb）file linux-3.18.6/vmlinux
（gdb）target remote:1234
（gdb）break start_kernel

执行结果
在这里插入图片描述

3.按c系统开始执行到断点处暂停

在这里插入图片描述
此时执行到start_kernel的位置

使用list命令，可以看到start_kernel上下的代码
在这里插入图片描述
在rest_init处设置断点

使用list命令

三、分析 start_kernel 函数的执行过程

  asmlinkage __visible void __init start_kernel(void)
{
      /*
         ...
      */
      lockdep_init();
      set_task_stack_end_magic(&init_task); // init_task即手工创建的PCB，0号进程即最终的idle进程。
      smp_setup_processor_id();
      /*
        ...
     */
     trap_init();                          // 中断初始化向量
     mm_init();                            // 内存管理莫怪的初始化
     sched_init();                         // 进程调度初始化
     /*
        ...
     */
     rest_init();                          // 启动1号进程
 }

四、总结

1.对“Linux 系统启动过程”的理解

0号进程是手工创建的，它的任务就是在CPU的队列中没有进程的时候一直执行，在有进程的时候切换到新进程，而后被设置为空闲状态。start_kernel最后一部分是第一个用户态进程PID=1的正式生成，就是rest_init(),这个进程是系统的1号进程，这个时候0号进程会被设置成idle进程。它从系统启动之后就一直存在。它创建了1号进程 kernel_init 和其他进程。这样系统就启动起来了。总体来说，init_task 核心相当于一个 while(1) 的循环，当没有进程在运作时，0号进程在运作，在循环中它将会调用 schedule 函数以便在运行队列中有新进程加入时切换到该新进程上。

2.Linux内核目录

1、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。
2、COPYING目录下是GPL版权申明。
3、CREDITS目录下是光荣榜。对Linux做出过很大贡献的一些人的信息。
4、documentation目录下是一些文档，没有内核代码，是对每个目录作用的具体说明。
5、drivers目录中是系统中所有的设备驱动程序。
6、fs目录存放Linux支持的文件系统代码和各种类型的文件操作代码。
7、include目录包括编译核心所需要的大部分头文件。
8、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。
9、ipc目录包含了核心进程间的通信代码。
10、Kernel内核管理的核心代码，此目录下的文件实现了大多数linux系统的内核函数，其中最重要的文件当属sched.c；同时与处理器结构相关代码都放在archlib/目录下。
11、MAINTAINERS目录存放了维护人员列表，对当前版本的内核各部分都有谁负责。
12、Makefile目录第一个Makefile文件。用来组织内核的各模块，记录了个模块间的相互这间的联系和依托关系，编译时使用。
13、mm目录包含了所有独立于 cpu 体系结构的内存管理代码。
14、modules目录存放了已建好的、可动态加载的模块文件目录，是个空目录，用于存放编译时产生的模块目标文件。
15、net目录里是核心的网络部分代码，其每个子目录对应于网络的一个方面。
16、ReadMe目录里是核心及其编译配置方法简单介绍
17、REPORTING-BUGS目录里是有关报告Bug 的一些内容
18、Rules.make目录里是各种Makefilemake所使用的一些共同规则
19、scripts目录包含用于配置核心的脚本文件等。