x86体系结构下linux-2.6.26的中断处理,(基于x86体系结构分析linux2.6.26的启动过程.doc...

布满荆棘的人生 2022-10-20 05:29 6阅读 0赞

(基于x86体系结构分析linux2.6.26的启动过程

实验报告：基于x86体系结构分析linux-2.6.26的启动过程

仅考虑32位体系结构

不考虑多核多处理器

要求1：分析流程按照开机-->BIOS-->grub-->Linux的顺序进行，到start\_kernel结束

要求2：结合几个关键的Makefile文件和缺省编译linux的输出信息，给出Linux映像的make过程分析，说明编译链接的结果有哪些？

要求3：结合GRUB和几个链接描述文件，说明GRUB是如何加载bzImage的，GRUB将跳转到内存的哪个地址上开始运行Linux，该地址的代码对应于哪个Linux源文件中的哪处？

要求4：给出Linux中的启动相关的几个关键源文件的执行顺序，分析setup和内核解压缩前后这三个阶段的主要流程(直到start\_kernel)。

编译内核过程分析

首先分析linux-2.6.26的顶层Makefile文件，我们发现这里没有bzImage，不过有如下语句

其中的include?$(srctree)arch/$(ARCH)/Makefile,?对于x86架构而言，ARCH将会展开成x86，由于bzImage目标在当前的Makefile中并未找到，因此会到该Makefile中包含的子Makefile中寻找。

进入/linux-2.6.26/arch/x86/Makefile中分析代码

从图中我们可以看到bzImage是依赖于目标vmlinux的，于是下文我们将分两部分分析

1.vmlinux的生成

A.依赖分析

首先在/linux-2.6.26/Makefile中，我们找到vmlinux的定义

我们可以看出vmlinux?依赖于vmlinux-lds?，vmlinux-init?，vmlinux-main?和kallsysm.o?变量。然后我们继续查找这些变量可看到：

从这里可以看出vmlinux-init依赖于(head-y)?$(init-y),

vmlinux-main依赖于$(core-y) $(libs-y) $(drivers-y) $(net-y)

接下来我们需要分析这些是什么.我们可以找到相关的定义，如下图

由图中可以看出，首先这些\*-y变量代表着不用的文件夹地址(kernel/ init/ net/等等等)

经过patsubst是实现匹配替换的，在这里将文件夹的尾部替换为'/built-in.o'?。例如，init-y初始值为init/经过patsubst替换为“init/built-in.o”?

在内核根目录有以下子目录:

init 内核初始化代码。提供main.c,包含start kernel函数。

kernel 内核管理代码。

mm 内存管理代码。

ipc 进程间通讯代码。

net 网络部分代码。

lib 与体系结构无关的内核库代码。

drivers 设备驱动代码。每类设备有相应的子目录,如char、

block、net

fs 文件系统代码。每个支持文件系统有相应的子目录,

如ext2、proc等。

通过上述分析，我们发现，vmlinux的生成是依赖于这些文件夹内部的built-in.o的，然后最终这些.o文件经过vmlinux-lds的链接描述规则，连接成为vmlinux.

至此，vmlinux生成依赖分析完毕。

B.生成规则

重新找到vmlinux的生成规则

其中$(call if changed rule, vmlinux)即调用rule\_vmlnux\_\_

找到rule\_vmlinux\_\_的相关定义,如下

根据定义，可以看出它的作用是调用cmd\_vmlinux\_\_最终生成并检验System.map

找到cmd\_vmlinux\_\_

可以分析出，它定义了根据vmlinux-lds的规定了链接vmlinux-init以及vmlinux-main生成vmlinux的规则。

2.bzImage的生成

首先找到/arch/x86/Makefile中bzImage的规则，如下

可以观察得知它只是一个链接，链接到文件夹下

找到/arch/x86/boot/Makefile的中bzImage

根据规则可以看出来bzImage依赖于setup.bin以及vimlinux.bin.而vmlinux.bin有指的是/compressed/vmlinux，我们需要找到compressed目录下的Makefile，如下：

根据规则可以看出来这里的vmlinux依赖于以下文件vmlinux\_32.lds(本来就有)，head\_32.o,misc.o以及piggy.o。

其中，head\_32.o以及misc.o是用于解压缩和重定位的代码,piggy.o我们可以追溯编译时的console输出

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