MenuOS

该博客介绍了如何从孟宁老师的git仓库中获取资源,然后通过`update-alternatives`安装QEMU,安装GCC 5及多库支持。接着,下载并编译Linux 3.18.6内核,配置并制作根文件系统。使用`gcc`编译链接表和hello世界程序,并创建启动镜像。最后,利用QEMU运行内核和根文件系统,展示了一个简单的初始化进程。文章还给出了一个菜单程序的示例代码,用于用户交互。

menu

From 孟宁老师的git仓库。

https://github.com/mengning/menu.git

Prepare to Do

update-alternatives --install /usr/local/bin/qemu qemu /usr/local/bin/qemu-system-i386 386

apt-get install gcc-5 gcc-5-multilib 

axel -n 20 https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v3.x/linux-3.18.6.tar.xz

tar -xvf linux-3.18.6.tar.xz

make i386_defconfig

make menuconfig
kernel hacking
--> Compile-time checks and compiler options
[*]compile the kernel with debug info

make

git clone https://github.com/mengning/menu.git


gcc -o init linktable.c menu.c test.c -m32 -static -lpthread
gcc -o hello hello.c -m32 -static
find init hello | cpio -o -Hnewc |gzip -9 > ../rootfs.img
qemu -kernel ../linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd ../rootfs.img

init 是系统1号进程

cmdline menu libary

example code

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "menu.h"

int Quit(int argc, char *argv[])
{
    /* add XXX clean ops */
    exit(0);
}

int main()
{

    MenuConfig("version","XXX V1.0(Menu program v1.0 inside)",NULL);
    MenuConfig("quit","Quit from XXX",Quit);
    
    ExecuteMenu();
}

User Links

Linux系统中,fork用于创建新进程,execve用于加载并执行新的可执行文件。传统的fork()系统调用在Linux中是用clone()实现的,不管是发起clone()、fork()系统调用,内核都会调用do_fork()函数。do_fork调用copy_process,将当前进程复制一份出来作为子进程,并为子进程设置相应的上下文信息,之后调用wake_up_new_task,将子进程放入调度器的队列中,此时子进程就可以被调度选中得以运行[^1]。 整个fork系统调用的执行流程为:fork->sys_clone->do_fork->copy_process->dup_task_struct->copy_thread->ret_from_fork。Linux内核通过复制父进程来创建新进程,调用do_fork为每个新创建的进程动态地分配一个task_struct结构。copy_thread()函数中的代码`p->thread.ip = (unsigned long) ret_from_fork;`将子进程的ip设置为ret_form_fork的首地址,所以fork系统调用产生的子进程在系统调用处理过程中从ret_from_fork处开始执行。copy_thread()函数中的代码`*childregs = *current_pt_regs();`将父进程的regs参数赋值到子进程的内核堆栈,里面存放了SAVE ALL中压入栈的参数,之后的RESTORE_ALL宏定义会恢复保存到堆栈中的寄存器的值。fork系统调用发生一次,但返回两次,父进程中返回值是子进程的进程号,子进程中返回值为0,可通过返回值判断当前进程是父进程还是子进程[^3]。 对于execve调用,它主要用于加载并执行新的可执行文件。可以通过实验从整体上理解进程创建、可执行文件的加载和进程执行进程切换,重点理解分析fork、execve和进程切换。在实验时,可以给qemu增加一个使用fork系统调用的菜单命令,在menu目录下执行`make rootfs`启动MenuOS,使用GDB进行跟踪调试,设置相应断点,如在MenuOS中输入fork菜单命令后,断点依次停在sys_clone位置处,然后进入do_fork、copy_process、copy_thread,最后进入ret_from_fork [^2][^3]。 ```python # 简单示例代码展示fork和execve的使用 import os pid = os.fork() if pid == 0: # 子进程 print("子进程开始执行") os.execve("/bin/ls", ["ls", "-l"], os.environ) else: # 父进程 print(f"父进程,子进程ID: {pid}") ```
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