linux 内核代码学习(九)--Linux内核启动和文件系统

news2025/1/6 19:33:16

一个比较顺手的学习平台可以达到事半功倍的效果,这里使用的平台环境主要是利用了主机和从机间的文件共享,以及从机自带的编译环境可以比较顺利的编译busybox1.0版本,方便进行内核和文件系统的测试了学习。
主机环境:vmware7.0+win10
从机环境:RedHat9.0 linux发行版  

所有的PC机在加电之后,BIOS会寻找到启动盘第一个扇区,并将其复制到RAM中来执行它,对于两种不同的启动方式,这个扇区通常含有两种不同的代码:1、引导程序(比如Lilo或Grub等)的代码,引导程序会帮助定位内核的位置;2、内核的代码,这通常是从软盘启动时使用的引导的方式。对于前者,通常需要内核支持initrd。如果是后者,使用的Boot Loader就是arch/i386/boot/bootsect.S,当内核被编译的时候,这段执行代码就被链接到内核image的最开始的地方,这样很容易就能只要把内核复制到起始位置为第一个扇区的软盘上就能得到可自启动的软盘,内核会初始化设备驱动和内部的数据结构,之后它会到一个特定的位置――Ramdisk Word来获得根文件系统的位置,内核必须知道去那里寻找这个根文件系统,否则它将停机,在使用软盘启动的方式时,内核可以把一个压缩的文件系统释放到RAM中,称之为Ramdisk,这是一个内存区域,但内核会把它当作磁盘一样使用。 

我们首先要得到一张可以引导进入linux环境的软盘,这种软盘必须由两部分组成,即内核和根文件系统。我们首先制作一个内核。内核的编译要把内核部分放到一张1.44MB的软盘上去,通常要对内核进行压缩,压缩内核的最好方法是进行重新编译内核,将一些不必要的支持去掉,如对网络和其它周边设备的支持,重要的一点是记住内核必须支持RAMDISK及ext2,否则系统不能正常引导。

一:制作从软盘直接启动的liunx,软盘上包括内核及简单文件系统。

下载linux2.4.20内核源代码,源代码放置在win10主机上,通过vmware的文件共享功能在从机redhat9上进行编译,编译出合适大小的内核。同样先注释掉makefile中下面两行,然后在内核include目录里面根据cpu类型手动拷贝asm目录。

 

使用vmware工具创建一张虚拟启动软盘,根据内核readme文档说明“If you want   to make a boot disk (without root filesystem or LILO), insert a floppy   in your A: drive, and do a "make bzdisk". ”先创建一张不带文件系统的boot盘,再用vmware创建一个测试从机,插入boot盘,看看在没有根文件系统的时候内核的启动效果: 

 

 重新配置内核,对内核配置不熟悉可以参考发行版的内核配置,再次制作引导盘测试,可以看到内核能够正常启动,最后提示没有文件系统:

 制作根文件系统:

制作根文件系统前,我们先要解决一个问题:因为一个根文件系统要实现基本的功能,必须包括一些常用工具:如:sh,ls,cd,cat…… 但是常用工具会占用很多空间,要是用原来系统中的这些命令,就是全部用静态编译,不是用动态连接库,大概也要有2MB~3MB,放不进软盘。因此我们的解决的方案是使用BusyBox工具。BusyBox 它包含了七十多种 Linux 上标准的工具程序,只需要的磁盘空间仅仅几百 k 。在嵌入式 系统上常用到它 (例如 Linux Router Project 和 Debian boot floppy就使用到它)。

建立 BusyBox
Index of /downloads上下载busybox-1.00.tar.bz2,在/home目录下解压和安装

首先我们从官方网站上下载BusyBox的最新版本:busybox-1.00-rc3.tar.gz并且解开
#tar zxvf busybox-1.00-rc3.tar.gz
为了压缩空间,我们采用静态编译,可以是使用busybox图形化配置或者修改 Makefile 中的 DOSTATIC 参数为true
DOSTATIC=true

这两个选项是不使用系统的/usr安装目录,当前目录中_install为安装目录。
然后修改 BusyBox 中的 init.c,设定系统要执行的第一个程序为: /etc/rc.d/rc.sysinit,这样做的目的是让制作的启动盘的启动效果同redhat9发行版一样的效果。
#define INIT_SRCIPT \"/etc/rc.d/rc.sysinit\"

#make
#make install
到这一步我们就得到了可执行命令busybox,解决了这个问题后,我们可以开始制作根文件系统。

制作根文件系统:首先为根文件系统建一个目录叫做 floppy-Linux,然后进入 floppy-Linux 目录内
# mkdir floppy-Linux
# cd floppy-Linux
然后为 root filesystem 建立一些标准的目录
# mkdir dev etc etc/rc.d bin proc mnt tmp var
# chmod 755 dev etc etc/rc.d bin mnt tmp var
# chmod 555 proc
# ln -s bin sbin
然后进入 /dev 目录下建立根文件系统必须的一些设备文件。
建立一般终端机设备 

# mknod tty c 5 0
# mknod console c 5 1
# chmod 666 tty console
建立 VGA Display 虚拟终端机设备
# mknod tty0 c 4 0
# chmod 666 tty0
建立 RAM disk 设备
# mknod ram0 b 1 0
# chmod 600 ram0
建立 floppy 设备
# mknod fd0 b 2 0

# chmod 600 fd0
建立 null 设备
# mknod null c 1 3
# chmod 666 null
 

 到这里我们就有了一个初步的小型根文件系统,但是还需要配置一些有关的 shell script来完善它。编辑有关的 shell script:首先进入到 /floppy-Linux/etc/ 这个目录下编辑 inittab,rc.d/rc.sysinit,fstab这三个文件 ,内容分别如下:

inittab
::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit
::askfirst:/bin/sh
rc.sysinit
#!/bin/sh
mount –a
fstab
proc /proc proc defaults 0 0
然后修改inittab,rc.sysinit,fstab这三个文件的权限
# chmod 644 inittab
# chmod 755 rc.sysinit
# chmod 644 fstab 

配置完shell script后,我们注意到这些shell script会使用一些 /bin目录下的命令,但是我们的/bin目录下是空的。现在我们就使用BusyBox来制作这些常用命令。将busybox 复制到软盘的/bin目录下,并且改名为init。
# cp busybox /floppy-Linux/bin/init
然后创建常用命令的link,具体的工作原理请参阅busybox的官方说明。
# ln -s init ls
# ln -s init cp
# ln -s init mount
# ln -s init umount
# ln -s init more
# ln -s init ps
# ln -s init sh
# ln -s init df

现在我们就有了所需的常用命令。 

 到这里我们的根文件系统就制作完成了,但是和内核一样,要把根文件系统部分放到一张1.44MB的软盘上去,也要进行压缩,下面我们就着手压缩它。
压缩根文件系统:一般我们会采取 RAM Disk 的方式实现。简单的来说就是将准备好的根文件系统压缩成为Ramdisk的镜像文件,当用软盘启动时,再把镜像文件解压到内存中,形成一个虚拟盘(RAMDISK),通过RAMDISK控制系统启动。
我们现在制作Ramdisk的镜像文件

# dd if=/dev/zero of=/tmp/tmp_loop bs=1k count=2048
# losetup /dev/loop0 /tmp/tmp_loop
# mke2fs -m 0 /dev/loop0
# mount -t ext2 /dev/loop0 /mnt
# cp -a floppy-Linux/* /mnt
# umount /mnt
# losetup -d /dev/loop0
# dd if=/tmp/tmp_loop | gzip -9 > /tmp/Image.gz
# rm -f /tmp/tmp_loop
# sync
或者

dd if=/dev/zero of=/dev/ram0 bs=1k count=4096
mke2fs /dev/ram0
mount -t ext2 /dev/ram0 ramdisk/
cp -R floppy-Linux/* ramdisk/
umount ramdisk
dd if=/dev/ram0 bs=1k | gzip -v9 > rootfs.gz

 这样我们就得到了压缩过的根文件系统也就是Ramdisk的镜像文件rootfs.gz。目前为止我们已经有了内核和压缩过的根文件系统.现在剩下的就是把它们整合在一张软盘里面。根据引导的方式不同,有以下三种整合方案:用grub引导、用sysLinux引导、直接引导。
1.将内核与文件系统放置在一张软盘上

依次执行:
# dd if=/mnt/hgfs/linux-2.4.20/arch/i386/boot/bzImage of=/dev/fd0 bs=1k
876+1 records in
876+1 records out
在这个例子中,dd 写入了 876个完整记录(records) + 1个partial record ,所以内核占用了 877 个软盘的blocks 。这个数字称为 KERNEL_BLOCKS ,请记得它,这个数字还要使用。

之后,设置根设备为软盘本身,并且设置根以读写方式装载
#rdev /dev/fd0 /dev/fd0
#rdev -R /dev/fd0 0
上面这个例子表示dd写了876个完整记录和一个部分记录到软盘上,因此内核占用了软盘的前877 个记录块。记住这个数字,然后设置内核的Ramdisk Word。Ramdisk Word可以通过rdev命令设置,它的内容为:
如果15位设置的话,内核在加载文件系统之前会进行提示,这在将内核与文件系统盘分开的情况时是必要的。对于在一张软盘上集成内核和文件系统的情况,需要在0-10位指出ramdisk的偏移,并将14位置1,所以得出的ramdisk word十进制表示为:877 + 2^14 = 877 + 16384 = 17261
#rdev -r /dev/fd0 17261
之后
#dd if=rootfs.gz of=/dev/fd0 bs=1k seek=877
这样一张同时包含内核和文件系统的软盘就成功了。

 这样就将linux2.4.20内核和文件系统集成到一张软盘上了,并成功启动linux。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/2143424.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

C语言 | Leetcode C语言题解之第413题等差数列划分

题目&#xff1a; 题解&#xff1a; int numberOfArithmeticSlices(int* nums, int numsSize) {if (numsSize 1) {return 0;}int d nums[0] - nums[1], t 0;int ans 0;// 因为等差数列的长度至少为 3&#xff0c;所以可以从 i2 开始枚举for (int i 2; i < numsSize; i…

Qt 模型视图(三):视图类QAbstractItemView

文章目录 Qt 模型视图(三):视图类QAbstractItemView1.基本概念1.1.使用现有视图1.2.使用模型1.3.使用模型的多个视图1.4.在视图之间共享选择 Qt 模型视图(三):视图类QAbstractItemView ​ 模型/视图结构是一种将数据存储和界面展示分离的编程方法。模型存储数据&#xff0c;视…

高级I/O知识分享【5种IO模型 || select || poll】

博客主页&#xff1a;花果山~程序猿-CSDN博客 文章分栏&#xff1a;Linux_花果山~程序猿的博客-CSDN博客 关注我一起学习&#xff0c;一起进步&#xff0c;一起探索编程的无限可能吧&#xff01;让我们一起努力&#xff0c;一起成长&#xff01; 目录 一&#xff0c;前文 2&a…

无人机助力智慧农田除草新模式,基于YOLOv10全系列【n/s/m/b/l/x】参数模型开发构建无人机航拍场景下的农田杂草检测识别系统

科技发展到今天&#xff0c;无人机喷洒药物已经不是一件新鲜事情了&#xff0c;在很多高危的工作领域中&#xff0c;比如高空电力设备除冰&#xff0c;电力设备部件传送更换等等&#xff0c;无人机都可以扮演非常出色的作用&#xff0c;前面回到老家一段时间&#xff0c;最近正…

算法题总结(一)——二分查找专题

二分查找 我们二分查找的本质就是每次能够通过中间值来进行分割&#xff0c;能够比较判断&#xff0c;查找到或者接近需要的数据&#xff0c;然后把一部分的数据丢弃掉。 原题 给定一个 n 个元素有序的&#xff08;升序&#xff09;整型数组 nums 和一个目标值 target &…

LabVIEW提高开发效率技巧----使用快捷键

在LabVIEW的开发过程中&#xff0c;熟练掌握和运用快捷键可以极大地提升工作效率&#xff0c;减少重复性操作所花费的时间。快捷键不仅可以加快编程速度&#xff0c;还能让开发者更加专注于逻辑实现和功能设计。细问问将详细介绍LabVIEW中的常用快捷键&#xff0c;特别是强大的…

101012分页属性

4k页面 P&#xff08;有效位&#xff09;&#xff1a;1有效&#xff0c;0无效 R/W&#xff08;读写位&#xff09;&#xff1a;1可读可写&#xff0c;0可读 U/S&#xff08;权限位&#xff09;&#xff1a;1(User)&#xff0c;0(System) A&#xff08;物理页访问位&#xff…

医学数据分析实训 项目五 聚类分析--蛋白质消费结构分析--车辆驾驶行为指标

文章目录 项目五&#xff1a;聚类分析实践目的实践平台实践内容任务一&#xff1a;蛋白质消费结构分析步骤 任务一&#xff1a;蛋白质消费结构分析数据预处理&#xff08;四&#xff09;模型建立及优化KMeans 任务二 车辆驾驶行为&#xff08;四&#xff09;模型建立及优化 项目…

并发带来的对象一致性问题

多线程操作带来数据不一致情况分析&#xff0c;简单demo。 public class Object_IS {private Student_Object so new Student_Object("张三", 123);public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Object_IS os new Object_IS();os.test1(…

论文笔记:交替单模态适应的多模态表征学习

整理了CVPR2024 Multimodal Representation Learning by Alternating Unimodal Adaptation&#xff09;论文的阅读笔记 背景MLA框架实验Q1 与之前的方法相比&#xff0c;MLA能否克服模态懒惰并提高多模态学习性能?Q2 MLA在面临模式缺失的挑战时表现如何?Q3 所有模块是否可以有…

输电线路缺陷检测数据集(绝缘子自爆,破损,闪络,鸟巢,防震锤脱落五种缺陷)

输电线路数据集&#xff08;绝缘子自爆&#xff0c;破损&#xff0c;闪络&#xff0c;鸟巢&#xff0c;防震锤脱落五种缺陷&#xff09;包括&#xff1a; 1.绝缘子自爆 2.绝缘子破损绝、闪络 3.鸟巢 4.防震锤脱落 数据增强后的数量 对应数量&#xff1a;1828&#xff0c;1467&a…

类加载器详细介绍

类加载器我们要聊一个神秘而又重要的角色——Java类加载器。这家伙&#xff0c;就像是个超级英雄&#xff0c;总是在关键时刻挺身而出&#xff0c;为我们的Java程序提供强大的支持。我会尽量用简单易懂的方式来介绍它。 一 、类加载器介绍 1、类加载器是什么&#xff1f; 想象…

高频率快响应信号隔离变送器

隔离变送器相册: 隔离变送器图片----捷晟达科技​​​​ 隔离变送器---深圳捷晟达科技 隔离变送器---捷晟达科技 高频率快响应信号隔离变送器 定义&#xff1a; 高频率是指隔离变送器从输入到输出采样时的时间&#xff0c;该产品响应频率从10KHz~100KHz&#xff0c;产品精度高&…

【CSS】选择器(基础选择器、复合选择器、属性匹配选择器、结构伪类选择器、伪元素选择器)

选择器 引入方式基础选择器复合选择器属性匹配选择器结构伪类选择器伪元素选择器 引入方式 1&#xff1a;外联 <!-- css引入方式1&#xff1a;外联 外联与内嵌优先级相同&#xff0c;取决于加载顺序 --><link rel"stylesheet" type"text/css" h…

箭头检测系统源码分享

箭头检测检测系统源码分享 [一条龙教学YOLOV8标注好的数据集一键训练_70全套改进创新点发刊_Web前端展示] 1.研究背景与意义 项目参考AAAI Association for the Advancement of Artificial Intelligence 项目来源AACV Association for the Advancement of Computer Vision …

子查询优化

MySQL学习大纲 我的数据库学习大纲 1、什么是子查询&#xff1a; 1.MySQL 从 4.1 版本开始支持子查询&#xff0c;使用子查询可以进行 SELECT 语句的嵌套查询&#xff0c;即一个 SELECT 查询的结果作为另一个 SELECT 语句的条件。子查询可以一次性完成很多逻辑上需要多个步骤才…

二分+构造,CF 1063C - Dwarves, Hats and Extrasensory Abilities

目录 一、题目 1、题目描述 2、输入输出 2.1输入 2.2输出 3、原题链接 二、解题报告 1、思路分析 2、复杂度 3、代码详解 一、题目 1、题目描述 2、输入输出 2.1输入 2.2输出 3、原题链接 1063C - Dwarves, Hats and Extrasensory Abilities 二、解题报告 1、思路…

AtCoder ABC370 A-D题解

比赛链接:ABC370 AT 上 400 分寄。 Problem A: Code #include <bits/stdc.h> using namespace std; int main(){int L,R;cin>>L>>R;if(LR)cout<<"Invalid"<<endl;else if(L1)cout<<"YES"<<endl;elsecout<…

【数据结构】经典题

所以&#xff0c;语句 x; 的语句频度为&#xff1a;n(n1)(n2&#xff09;/6 选C 临时变量 t&#xff1a;只使用了一个额外的变量来存储交换的值。 没有使用额外的数组&#xff1a;所有的操作都是在原数组 a 上进行的。 因此&#xff0c;算法的空间复杂度是常数级别的&#xff0…

定位HardFault

一、HardFault定义 STM32出现HardFault_Handler硬件错误的原因主要有两个方面&#xff1a; 1、内存溢出或者访问越界。&#xff08;包括使用野指针&#xff09; 2、堆栈溢出。 二、定位HardFault步骤 1. 判断所使用堆栈&#xff1a; 发生异常之后可首先查看LR寄存器中的值…