使用Bochs執行Linux Kernel-2.4.0

2020-06-16 17:27:49

上一篇文章講了如何製作Bochs硬碟映象並且將Grub裝進去，這樣我們可以在啟動Bochs後進入到grub介面。

這篇文章我們將2.4核心寫入硬碟映象，這就可以使用bochs直接啟動核心了。

我的實驗系統是這麼部署的：CentOS 6.4 VMware虛擬機器上修改程式碼和組態檔，用git做版本管理，同時還開著另一台虛擬機器RedHat Linux 7.3，專門用來編譯核心程式碼，畢竟2.4核心很老了，編譯環境不能使用現代Linux系統，必須使用2001年左右的系統。每次在CentOS上修改完程式碼或設定就在RedHat上用rsync將資料同步下來，進行編譯、安裝、測試，這樣最方便。用於開發的系統不必反復重新啟動，用於編譯的系統就是實驗平台。

編譯核心（這一步在RedHat上進行）

這一步在這裡就不展開講了，我對核心做了精簡，不必要的選項全部關閉了，大大縮短了編譯時間。其中，

Block devices  ---> RAM disk support

這個選項也被我關閉了，那核心啟動的時候自然就不需要Initial RAM disk (initrd)了，所以待會兒更改grub.conf的時候不用設定下面這一行了。

initrd /boot/initrd-2.4.0.img

在RedHat上編譯完核心後，arch/i386/boot/bzImage 這個檔案就是核心核心了。如果執行 make install 的話，這個檔案會被複製到 /boot/vmlinuz-2.4.0。我們不需要安裝這個核心，而是直接將bzImage複製到CentOS上做後續處理。

掛載硬碟映象

緊接著上篇文章，我們將上次的hd.img繼續掛載

losetup -o 32256 /dev/loop0 hd.img
mount -t ext3 /dev/loop0 /mnt

這兩步其實可以只用mount就能一步做到

mount -t ext3 -o loop=/dev/loop0,offset=32256 hd.img /mnt

不過我更喜歡兩步到位，清晰明確。

寫入核心

將bzImage複製到 /mnt/boot/，也就是複製到我們的硬碟映象第一分割區的boot目錄內。這裡順便重新命名為vmlinuz-2.4.0，看著正規一些。

cp bzImage /mnt/boot/vmlinuz-2.4.0

修改grub.conf

我們上一篇文章安裝grub時，所有的相關檔案都是用的宿主系統CentOS 6.4的，所以grub.conf必須要修改一下才能適合我們這個新核心。

gvim /mnt/boot/grub/grub.conf

只更改啟動項部分就行了，改成這樣

title kernel-2.4.0
    root (hd0,0)
    kernel /boot/vmlinuz-2.4.0 ro root=/dev/sda1

按照grub的約定，root (hd0,0)表示grub的根分割區在第一塊硬碟的第一分割區（自0編號），注意這指的是grub被安裝的分割區，不是作業系統檔案系統的root分割區。

kernel /boot/vmlinuz-2.4.0 指明核心檔案是 /boot/vmlinuz-2.4.0。當然，這個路徑是站在hd.img硬碟映象的角度看的，也就是說硬碟映象內第一分割區是/分割區,該分割區下有個boot目錄，裡面含有核心檔案vmlinuz-2.4.0。後面的ro表示以唯讀的方式掛載作業系統的root分割區，而root=/dev/sda1則指明檔案系統的root分割區在第一硬碟的第一分割區。

解除安裝檔案系統

umount /mnt/
losetup -d /dev/loop0

bochs設定

這裡開始使用剛才製作出來的hd.img可啟動核心映象，這裡面包含2.4.0核心。

執行bochs命令會出現命令列選單，選擇3. Edit options開始編輯設定，進入12. Disk & Boot options，把4. First HD/CD on channel 0設為hd.img，這個過程需要輸入hd.img的一些引數例如柱面數、磁頭數、每磁軌磁區數，其他的引數保持預設即可。
然後進入15. Boot Options，把1. Boot drive #1: floppy改為disk。
記憶體可以不設定，也可以隨便設定下，進入7. Memory options->1. Standard Options->1. RAM size options後，將memory size設為32，將host memory size設為64。
返回到最開始的選單，選擇4. Save options to...儲存下設定，命名為kdebug.bxrc
再選6. Begin simulation開始模擬。核心啟動開始。

核心執行

啟動核心之後，你會看到bochs開始啟動核心，最後在掛載VFS時出現panic

BIOS Vendor: The Bochs Project
BIOS Version: Bochs
BIOS Release: 01/01/2007
Starting kswapd v1.8
SCSI subsystem driver Revision: 1.00
request_module[scsi_hostadapter]: Root fs not mounted
request_module[block-major-8]: Root fs not mounted
VFS: Cannot open root device "sda1" or 08:01
Please append a correct "root=" boot option
Kernel panic: VFS: Unable to mount root fs on 08:01

這很正常，因為我們的硬碟映象第一分割區內除了/boot目錄下有點東西外其他都是空的，核心啟動時啥都找不到，自然要掛掉。

過段時間等我研究核心有了進展我會再寫一篇文章，講講如何從RedHat Linux 7.3中抽取必要的檔案寫入映象，讓核心能夠正常進入系統，不過這一步非常麻煩，能不能實現還不好說。

本文做到這個程度已經足以偵錯核心了，應該能偵錯到檔案系統初始化部分。

下一步就是Fire up DDD開始偵錯核心，DDD這個宇宙最強偵錯程式深得我心，一開始看到它簡陋的介面曾讓我失望過，不過當我見識了它宇宙最強的偵錯功能——資料結構視覺化之後，它就成了我永不離手的一件神兵利器。DDD就是這樣，低調不露鋒芒，但是當你祭出它時，天下間將沒有難調的程式。

DDD——讓天下沒有難調的程式，就是這樣。http://www.linuxidc.com/Linux/2016-11/137343.htm

參考資料：https://www.gnu.org/software/grub/manual/legacy/grub.html#fn-4

CentOS 6.0 原始碼編譯安裝 Bochs http://www.linuxidc.com/Linux/2012-12/76952.htm

openSUSE 安裝Bochs 2.6 http://www.linuxidc.com/Linux/2012-11/75156.htm

Linux0.11 執行環境搭建以及調式--Bochs http://www.linuxidc.com/Linux/2012-11/73902.htm

Ubuntu 12.04安裝帶偵錯功能的Bochs http://www.linuxidc.com/Linux/2012-10/73251.htm

Ubuntu安裝Bochs過程中遇到的問題及解決方法 http://www.linuxidc.com/Linux/2012-05/61422.htm

Ubuntu 14.04 LTS 安裝和設定Bochs http://www.linuxidc.com/Linux/2016-10/135905.htm