linux学习3，init程序 - 刘冲的博客

上一节介绍了如何编译出指定平台的 linux 内核，也介绍了如何安装和利用 qemu 模拟器运行编译出来的 linux 内核。在此基础上，我们尝试修改了 linux 内核源码，成功的让 linux 内核在启动时，打印出了我们的名字。

我不明白，上一篇是一个一个字手打出来的原创文章，为何头条给了 0 推荐。感兴趣的朋友手动点我过去看看吧。

还记得上一节遗留的问题吗？虽然 qemu 模拟器成功的运行了 linux 内核，但是内核启动后，因为找不到文件系统，陷入“kernel panic（内核恐慌）”。本节，我们一起来解决这个问题，让 qemu 真正的运行起 linux 系统。

我们计划在一台电脑上模拟运行我们编译的 linux 内核，那文件系统放在哪呢？再新建一个磁盘分区太浪费了吧？好在我们的主机是 linux 系统，可以新建一个文件用于模拟磁盘分区。执行下面这条命令：

dd if=/dev/zero of=disk.img bs=20k count=25600

这条命令的意思是，在当前目录新建一个空文件 disk.img，这个空文件的大小等于 20K x 25600，也即约 524MB。现在 disk.img 文件是个空文件，相当于一块没有格式化的硬盘，所以如果想让它做 linux 的文件系统，首先就要把它格式化为 linux 内核能够识别格式，这里选择 ext2 格式：

mkfs -t ext2 disk.img

格式化可能需要我们输入 y。命令执行完毕，我们就得到了“一块 ext2 格式的硬盘”。我们新建一个目录 rootfs，把它挂在到这个目录上。

mkdir rootfs
sudo mount -o loop disk.img rootfs
ls rootfs

现在 rootfs 里面的内容就是 disk.img 的内容。我们将 linux 内核的一些库安装到这个目录：

cd linux-2.6.26
make modules_install INSTALL_MOD_PATH=../rootfs

执行上面的命令后，发现库已经被安装在我们的“虚拟磁盘”里了。

我们卸载 rootfs，把改动刷新到 disk.img

cd ..
sudo umount rootfs

接下来，为了测试方便，我们先把内核镜像拷贝到当前目录：

cp linux-2.6.26/arch/x86_64/boot/bzImage .

上一节，我们使用 qemu 模拟运行 linux 内核时，内核找不到文件系统陷入恐慌，那我们现在用 disk.img 作为文件系统，看看会怎样：

qemu-system-x86_64 \
-m 512M \
-smp 1 \
-kernel bzImage \
-drive format=raw,file=disk.img \           # 指定文件作为磁盘
-append "root=/dev/hda" \           # 内核启动参数，指定根文件系统所在设备
-curses

执行这条命令，发现 linux 内核启动了，但是最后还是陷入“内核恐慌”：

不过这次不是因为找不到文件系统了，而是因为找不到 init 程序，而且也找不到 console。linux 内核在启动差不多完成时，需要一个 init 程序，用于做根目录挂载等一些初始化工作，一些终端信息会通过 console 打印出来。现在 linux 内核找不到 init 程序，完成不了工作，自然“恐慌”的一批。那我们给他指定一个 init 程序，再创建一个 console 就好了嘛。

我们先用 c语言写一个 init 程序：

#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("\nhello, i am init program!\n\n");
    return 0;
}

然后编译之：

gcc -static -o init init.c

这样就得到了 init 程序。然后，再把 disk.img 挂载到 rootfs 上，因为我们需要把 init 放进去。放进 init 之后，还要创建 dev 目录，并且在里面创建 console：

sudo mount -o loop disk.img rootfs
cp init rootfs
cd rootfs
mkdir dev
mknod dev/console c 5 1
cd ..
sudo umount rootfs

上面的最后一条命令是卸载 disk.img，目的是把改动刷新到 disk.img 里，好了一切都改动好了，现在再来运行一次试试：

qemu-system-x86_64 \
-m 512M \
-smp 1 \
-kernel bzImage \
-drive format=raw,file=disk.img \
-append "init=/init root=/dev/hda" \
-curses

发现我们的 init 程序被内核启动了，而且 linux 内核找到 console，并把信息打印出来了，但最后还是报错了。这是肯定的，因为我们指定的 init 程序除了打印信息，什么也没做。真正能把 linux 内核启动起来的 init 程序还是挺复杂的，当然，这些工作有人已经完成了，例如 busybox。限于篇幅，下一节再介绍如何真正的把我们自己编译的linux 内核启动起来。