Linux內(nèi)核鏡像bzImage和rootfs的制作、安裝及調(diào)試過程

一個最小可運行Linux操作系統(tǒng)需要內(nèi)核鏡像bzImage和rootfs，本文整理了其制作、安裝過程，調(diào)試命令，以及如何添加共享磁盤。

編譯內(nèi)核源碼

從 The Linux Kernel Archives ? 網(wǎng)站下載內(nèi)核源碼，本文下載的版本為4.14.191，4.14.191源碼下載。

使用wget獲取源碼。

wget ?https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/linux-4.14.191.tar.gz

解壓源碼：

tar -xvf linux-4.14.191.tar.gz

解壓后進(jìn)入源碼根目錄linux-4.14.191，指定編譯的架構(gòu)，依次執(zhí)行下面的命令，打開配置菜單。

在配置菜單中，啟用內(nèi)核debug，關(guān)閉地址隨機(jī)化，不然斷點處無法停止。

開始編譯內(nèi)核，-j 指定并行編譯作業(yè)數(shù)。最終生成linux-4.14.191/arch/x86_64/boot/bzImage文件。

內(nèi)核編譯完成。

配置Busybox

啟動內(nèi)核還需要一個具有根文件系統(tǒng)的磁盤鏡像文件，根文件系統(tǒng)中提供可供交互的shell程序以及一些常用工具命令。

我們借助busybox工具來制作根文件系統(tǒng)。

本文使用1.32.0版本，下載busybox。

解壓：

tar -jxvf busybox-1.32.0.tar.bz2

進(jìn)入busybox根目錄，配置編譯選項。

把busybox配置為靜態(tài)編譯。

配置如下圖所示。
?

制作rootfs

接下來制作rootfs鏡像文件，并把busybox安裝到其中。

使用dd命令創(chuàng)建文件，并格式化為ext4文件系統(tǒng)。

創(chuàng)建用于掛載該鏡像文件的目錄fs，掛載后才能往里面寫入busybox。
使用mount命令將rootfs.img掛載到fs目錄，編譯busybox并寫入fs目錄中。

接下來對寫入的busybox進(jìn)行補(bǔ)充配置。

制作完成的rootfs目錄如下：
?

最后，卸載rootfs.img

至此，一個帶有rootfs的磁盤鏡像制作完成。

啟動qemu

使用如下命令啟動無GUI的qemu，參數(shù)含義如下：

-kernel # 指定編譯好的內(nèi)核鏡像

-hda ?# 指定硬盤

-append "root=/dev/sda" 指示根文件系統(tǒng) console=ttyS0 ?把QEMU的輸入輸出定向到當(dāng)前終端上

-nographic 不使用圖形輸出窗口

-s 是-gdb tcp::1234縮寫，監(jiān)聽1234端口，在GDB中可以通過target remote localhost:1234連接

啟動后如下圖：

Ctrl+A 松開后按 X 退出qemu。

內(nèi)核函數(shù)調(diào)試

啟動命令中添加-s參數(shù)與-S參數(shù)啟動qemu。

啟動gdb遠(yuǎn)程調(diào)試。vmlinux文件在編譯后的內(nèi)核源碼根目錄下。

在new_sync_read函數(shù)添加斷點，continue。

在系統(tǒng)中執(zhí)行l(wèi)s命令，觸發(fā)new_sync_read函數(shù)，

?

至此，完成了qemu環(huán)境下使用gdb進(jìn)行內(nèi)核函數(shù)的調(diào)試。

添加共享磁盤

有時候需要在宿主機(jī)和qemu虛擬機(jī)之間共享文件，添加一個共享磁盤將有助于該項工作。

創(chuàng)建64MB磁盤鏡像文件，并格式化為ext4，作為共享磁盤備用。

修改qemu啟動命令，使用-hdb增加一個磁盤。

進(jìn)入qemu系統(tǒng)后使用mount命令掛載sdb到mnt目錄。

在原系統(tǒng)中掛載ext4.img，實現(xiàn)qemu與原系統(tǒng)的文件共享。

至此，可以在宿主機(jī)器share目錄下，與qemu中的虛擬機(jī)器進(jìn)行文件共享。