帶你閱讀linux內核源碼：下載源碼、編譯內核並運行一個最小系統

要學習linux內核，先要能夠編譯內核，還需要了解內核如何啟動根文件系統。這樣你才能在修改linux內核代碼之後，完成驗證的過程。

本文教你完成下列過程：

1.下載linux並編譯linux內核源碼

2.編譯busybox

3.製作一個最小的根文件系統

4.qemu啟動你編譯好的內核和根文件系統

linux源碼下載地址：

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

我選擇的版本是：4.9.229

https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/linux-4.9.229.tar.xz

下載到本地，解壓，然後進入linux-4.9.229目錄：

1.指定硬件體系架構。

為了減少安裝編譯器的過程，我在本例中使用的是x86，因為我的開發環境就是x86。如果你要編譯arm的內核，則指定ARCH=arm且需要安裝交叉編譯器。

<code>
 
export
 ARCH=x86
/<code>

2.配置board config,此處配置為 x86_64_defconfig。好了，我們點好菜了，菜單就是x86_64_defconfig

<code>/<code>

3.配置內核

這一步其實是對第2步的菜單進行微調，我們需要內核支持ramdisk驅動，所以需要選中如下配置：

<code>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)/<code>

4.編譯內核

<code>/<code>

編譯成功後的內核位於：arch/x86_64/boot/bzImage

下載buysbox源碼，下載地址：

https://busybox.net/downloads/

我使用的版本是busybox-1.30.0

1.解壓buysbox源碼

<code># 
tar
 
xvf
 
busybox-1
.30
.0
.tar
.bz2
/<code>

2.配置buysbox源碼

在這裡我們把busybox配置為靜態編譯，這樣busybox在運行的時候就不需要額外的動態鏈接庫了。

<code> 
Busybox Settings  --->
      Build Options  --->
            [ ] 
Build BusyBox 
as
 a 
static
 
binary
 (
no shared libs
)
/<code>

3.編譯和安裝

<code>#
make
 && 
make
 install/<code>

4.編譯完成後的busybox就安裝在源碼根目錄下的_install目錄了，我們進入_install目錄，補充一些必要的文件或目錄，相關的shell命令如下：

<code> 
 
 
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
 
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
 
 
:
:sysinit
:/etc/init
.d/rcS
:
:respawn
:-/bin/sh
: 
:askfirst
:-/bin/sh
:
:cttlaltdel
:/bin/umount
 -a -r
 
 
 
 
/<code>

這樣一個最小的、完整的可以被內核啟動的文件系統就齊活啦。

製作根文件系統鏡像文件。

思路：

1.先製作一個空的鏡像文件；

2.然後把此鏡像文件格式化為ext3格式；

3.然後把此鏡像文件掛載，並把根文件系統複製到掛載目錄；

4.卸載該鏡像文件。

5.打成gzip包。

<code> 
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 /<code>

最終生成的文件系統鏡像名字為：rootfs.img.gz

準備好了內核和文件系統鏡像，幸福的一刻馬上來臨了：

通過qemu模擬器啟動我們自己編譯的內核和文件系統：

<code> 
    
./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
/<code>

這樣一個完整的最小linux系統就起來啦：

好了，經過以上的步驟，你可以自己編譯一個內核和文件系統。有了這樣的基礎，你在之後就可以自由的修改linux內核代碼並run起來進行驗證啦。

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