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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busybox3.制作一个最小 ...
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

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linux源码下载地址:

https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/

我选择的版本是:4.9.229

https://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) support    Device 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

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下载buysbox源码,下载地址:

https://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 menuconfigBusybox 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命令如下:
# mkdir etc dev mnt# mkdir -p etc/init.d/# vim etc/fstabproc  /proc proc  defaults 0 0temps /tmp  rpoc  defaults 0 0none  /tmp  ramfs defaults 0 0sysfs /sys  sysfs defaults 0 0mdev  /dev  ramfs defaults 0 0# vim etc/init.d/rcSmkdir -p /procmkdir -p /tmpmkdir -p /sysmkdir -p /mnt/bin/mount -amkdir -p /dev/ptsmount -t devpts devpts /dev/ptsecho /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplugmdev -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。

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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/bashrm -rf rootfs.ext3rm -rf fsdd if=/dev/zero of=./rootfs.ext3 bs=1M count=32mkfs.ext3 rootfs.ext3mkdir fsmount -o loop rootfs.ext3 ./fscp -rf ./_install/* ./fsumount ./fsgzip --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:

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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:

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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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