二.linux 0.11源码解析之环境搭建(windows linux两个平台)


1 简介

linux 0.11是linus第一个正式发布的版本,代码量在1万行左右。包括进程的管理、内存管理、设备管理和文件管理。

linux的诞生和发展有5个不可缺少的支柱:

  • UNIX最初的开放源代码版本为Linux提供了实现的基本原理和算法
  • Richard Stallman的GNU计划为Linux系统提供了丰富且免费的各种实用工具
  • POSIX标准的出现为Linux提供了实现与标准兼容系统的参考指南
  • A.S.T的MINIX操作系统为Linux的诞生起到了不可忽略的参考
  • Internet是Linux成长和壮大的必要环境

我也贴出来1981-1983年的dos源码下载地址,作为对比吧,看似linux源码在实现上晚来了10年吧。下载链接,同样也可以对比msdos 6.0源码,学学dos软件。

1.1 资源

一般的,会将资源文件等放在文章的最后,这里放在前面,方便以后继续扩充。

1.分析文档:参考链接
2.赵炯:参考链接
3.书籍:Linux内核完全注释(修正版v3.0) 赵炯 下载链接
4.linux旧版本源码:参考链接
5.gnu gcc编译器手册
6.80x86编程手册 下载链接
7.操作系统设计与实现(文件系统实现) 下载链接
8.链接器和加载器 下载链接
9.IA-32INTEL架构软件开发人员手册卷3:系统编程指南
10.Minix操作系统设计与实现 下载链接
11.Unix操作系统设计 下载链接

linus参考的书籍资源:
1.M.J.Bach的unix操作系统设计
2.John H.Crawford的programming the 80386
3.Andrew S.Tanenbaum的MINIX操作系统设计与实现的第1版

1.2 环境搭建

对于仿真软件,有VMware公司的VMware Workstation软件,Connectix公司的Virtual PC和开放源代码的Bochs。不过它们有一定的区别:

  • Bochs仿真了X86的硬件环境(CPU指令)以及外围设备。
  • VMware Workstation仿真了一些I/O功能,其他的部分则是在X86实时硬件上执行。
  • Virtual PC仿真了X86的大部分指令,而其他部分则是采用虚拟技术实现。

1.2.1 bochs在linux下的环境搭建

bochs的网络链接地址为:链接
bochs的下载地址为:下载链接

闲扯一句,看到bochs这个模拟器,也可以去了解以下limbo模拟器。可以体会以下虚拟技术的强大。limbo的主要是用的qemu技术。

说一点简介:
Bochs是一个x86硬件平台的开源模拟器。它可以模拟各种硬件的配置。Bochs模拟的是整个PC平台,包括I/O设备、内存和BIOS。更为有趣的是,甚至可以不使用PC硬件来运行Bochs。事实上,它可以在任何编译运行Bochs的平台上模拟x86硬件。通过改变配置,可以指定使用的CPU(386、486或者586),以及内存大小等。一句话,Bochs是电脑里的“PC”。根据需要,Bochs还可以模拟多台PC,此外,它甚至还有自己的电源按钮。

它支持模拟 Linux, DOS or Microsoft Windows。首先是由Kevin Lawton 编写。后面由该项目维护。

$ tar xzf bochs-2.6.9.tar.gz
$ cd bochs-2.6.9/
$ sudo ./configure -enable-debugger -enable-disasm

编译出错

提示的是,检查C++环境有问题。因为bochs使用的是C++编写的。

解决办法:

$ apt-get install g++

接着:

$ make

报错:

x11/xlib.h错误

解决办法:
缺少文件,这个是跟图形相关的。

建议首先更新一下源:

$ sudo apt-get update

然后使用:

$ sudo apt-get install xorg-dev

接着继续:

$ make
$ sudo make install

之后:

下载bootimage和rootimage文件
按照现在的角度来看,bootimage就是内核文件,而rootimage就是文件系统文件。

这两个文件的下载地址为:链接

下载:

  1. bootimage-0.11-20040305
  2. rootimage-0.11-20040305

上面两个文件,下载完成后,暂时保留,在Linux上暂时不用。我们用这个文件:bootroot-0.11。下载地址:链接

然后,需要做一个软盘镜像:

$ ./bximage

如下图所示:

bximage制作软盘-1

我们选择1,制作软盘。

制作软盘之后的全部步骤

这里我们使用的是a.img,输入的是c.img纯粹是做演示。

然后将bootroot-0.11内容放入软盘中,如下:

$ dd if=/home/wityuan/Downloads/bochs-2.6.9/bootroot-0.11 of=a.img

然后,编辑一个配置文件:

#megs:128
#模拟器的内存
romimage:file=/usr/local/share/bochs/BIOS-bochs-latest
vgaromimage:file=/usr/local/share/bochs/VGABIOS-lgpl-latest
floppya:1_44=a.img,status=inserted
boot:floppy 

使用的'#'是表示注释。文件保存为boch_cfg.txt

$ bochs -f bochs_cfg.txt

如下图:

bochs启动linux

选择6。

启动中linux。。。

这个时候,只需要在命令行中输入c即可。

linux-0.11运行起来

1.2.2 bochs在windows下的环境搭建

windows下的环境搭建,需要下载windows下的工具包,我这里下载的是Bochs-2.6.9.exe,下载地址链接为:下载链接。bootroot-0.11的下载链接:链接

将软件安装完成之后,我的目录如下:

bochs安装目录

这里面,做了两件事情:

1.将bootimage-0.11-20040305和rootimage-0.11-20040305放入该目录下
2.建立一个bochsrc_fd.bxrc文件

文件如下所示:

megs: 32
romimage: file=$BXSHARE/BIOS-bochs-latest
vgaromimage: file=$BXSHARE/VGABIOS-lgpl-latest
vga: extension=vbe
floppya: 1_44=bootimage-0.11-20040305, status=inserted
boot: a
log: bochsout.txt
mouse: enabled=0

之后,就是运行程序了:

选择文件

需要点击load。

加载bochsrc_fd.bxrc

加载完成之后,点击start。

图形界面启动

接着点击软盘A

加载rootimage-0.11-20040305

上面是选择了rootimage-0.11-20040305,点击ok,即可。之后,在bochs界面回车。

最终启动,界面如下所示:

windows上启动Linux-0.11

2 源码分析

2.1 boot文件夹

包含了三个文件,分别为bootsect.s,head.s和setup.s。
setup.s设置了系统的硬件设备。head.s将IDT(中断向量表),GDT(全局段描述表)和LDT(局部段描述表)的首地址装入相应的寄存器中,初始化处理器,设置好内存页面,最终调用init文件夹下的main()函数。

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