带你阅读linux内核源码:下载源码、编译内核并运行一个最小系统
要学习linux内核,先要能够编译内核,还需要了解内核如何启动根文件系统。这样你才能在修改linux内核代码之后,完成验证的过程。
本文教你完成下列过程:
1.下载linux并编译linux内核源码
2.编译busybox
3.制作一个最小的根文件系统
4.qemu启动你编译好的内核和根文件系统
linux源码下载地址:
mirrors.edge.kernel。org/pub/linux/kernel/
我选择的版本是:4.9.229
cdn.kernel。org/pub/linux/kernel/v4.x/linux-4.9.229.tar.xz
下载到本地,解压,然后进入linux-4.9.229目录:
1.指定硬件体系架构。
为了减少安装编译器的过程,我在本例中使用的是x86,因为我的开发环境就是x86。如果你要编译arm的内核,则指定ARCH=arm且需要安装交叉编译器。
# export ARCH=x86
2.配置board config,此处配置为 x86_64_defconfig。好了,我们点好菜了,菜单就是x86_64_defconfig
# make x86_64_defconfig
3.配置内核
这一步其实是对第2步的菜单进行微调,我们需要内核支持ramdisk驱动,所以需要选中如下配置:
General setup --->----> [*] Initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) supportDevice Drivers --->[*] Block devices ---><*> RAM block device support(65536) Default RAM disk size (kbytes)
4.编译内核
# make
编译成功后的内核位于:arch/x86_64/boot/bzImage
下载buysbox源码,下载地址:
busybox。net/downloads/
我使用的版本是busybox-1.30.0
1.解压buysbox源码
# tar xvf busybox-1.30.0.tar.bz2
2.配置buysbox源码
在这里我们把busybox配置为静态编译,这样busybox在运行的时候就不需要额外的动态链接库了。
# make menuconfig
Busybox Settings --->Build Options --->[*] Build BusyBox as a static binary (no shared libs)
3.编译和安装
#make && make install
4.编译完成后的busybox就安装在源码根目录下的_install目录了,我们进入_install目录,补充一些必要的文件或目录,相关的shell命令原文链接如下:
# mkdir etc dev mnt
# mkdir -p etc/init.d/
# vim etc/fstab
proc /proc proc defaults 0 0
temps /tmp rpoc defaults 0 0
none /tmp ramfs defaults 0 0
sysfs /sys sysfs defaults 0 0
mdev /dev ramfs defaults 0 0
# vim etc/init.d/rcS
mkdir -p /proc
mkdir -p /tmp
mkdir -p /sys
mkdir -p /mnt
/bin/mount -a
mkdir -p /dev/pts
mount -t devpts devpts /dev/pts
echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
mdev -s
# chmod 755 etc/init.d/rcS
# vim etc/inittab
::sysinit:/etc/init.d/rcS
::respawn:-/bin/sh
::askfirst:-/bin/sh
::cttlaltdel:/bin/umount -a -r
# chmod 755 etc/inittab
# cd dev
# mknod console c 5 1
# mknod null c 1 3
# mknod tty1 c 4 1
这样一个最小的、完整的可以被内核启动的文件系统就齐活啦。
制作根文件系统镜像文件。
思路:
1.先制作一个空的镜像文件;
2.然后把此镜像文件格式化为ext3格式;
3.然后把此镜像文件挂载,并把根文件系统复制到挂载目录;
4.卸载该镜像文件。
5.打成gzip包。
#!/bin/bash
rm -rf rootfs.ext3
rm -rf fs
dd if=/dev/zero of=./rootfs.ext3 bs=1M count=32
mkfs.ext3 rootfs.ext3
mkdir fs
mount -o loop rootfs.ext3 ./fs
cp -rf ./_install/* ./fs
umount ./fs
gzip --best -c rootfs.ext3 > rootfs.img.gz
最终生成的文件系统镜像名字为:rootfs.img.gz
准备好了内核和文件系统镜像,幸福的一刻马上来临了:
通过qemu模拟器启动我们自己编译的内核和文件系统:
# qemu-system-x86_64 \-kernel ./linux-4.9.229/arch/x86_64/boot/bzImage \-initrd ./busybox-1.30.0/rootfs.img.gz \-append "root=/dev/ram init=/linuxrc" \-serial file:output.txt
这样一个完整的最小linux系统就起来啦:
好了,经过以上的步骤,你可以自己编译一个内核和文件系统。有了这样的基础,你在之后就可以自由的修改linux内核代码并run起来进行验证啦。
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