使用Bochs運行Linux Kernel-2.4.0

上一篇文章講了如何制作Bochs硬盤鏡像並且將Grub裝進去，這樣我們可以在啟動Bochs後進入到grub界面。

這篇文章我們將2.4內核寫入硬盤鏡像，這就可以使用bochs直接啟動內核了。

我的實驗系統是這麼部署的：CentOS 6.4 VMware虛擬機上修改代碼和配置文件，用git做版本管理，同時還開著另一台虛擬機RedHat Linux 7.3，專門用來編譯內核代碼，畢竟2.4內核很老了，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上修改完代碼或配置就在RedHat上用rsync將數據同步下來，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啟，用於編譯的系統就是實驗平台。

編譯內核（這一步在RedHat上進行）

這一步在這裡就不展開講了，我對內核做了精簡，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，那內核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的時候不用配置下面這一行了。

initrd /boot/initrd-2.4.0.img

在RedHat上編譯完內核後，arch/i386/boot/bzImage 這個文件就是內核核心了。如果執行 make install 的話，這個文件會被復制到 /boot/vmlinuz-2.4.0。我們不需要安裝這個內核，而是直接將bzImage復制到CentOS上做後續處理。

掛載硬盤鏡像

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。

寫入內核

將bzImage復制到 /mnt/boot/，也就是復制到我們的硬盤鏡像第一分區的boot目錄內。這裡順便重命名為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，所有的相關文件都是用的宿主系統CentOS 6.4的，所以grub.conf必須要修改一下才能適合我們這個新內核。

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的根分區在第一塊硬盤的第一分區（自0編號），注意這指的是grub被安裝的分區，不是操作系統文件系統的root分區。

kernel /boot/vmlinuz-2.4.0 指明內核文件是 /boot/vmlinuz-2.4.0。當然，這個路徑是站在hd.img硬盤鏡像的角度看的，也就是說硬盤鏡像內第一分區是/分區,該分區下有個boot目錄，裡面含有內核文件vmlinuz-2.4.0。後面的ro表示以只讀的方式掛載操作系統的root分區，而root=/dev/sda1則指明文件系統的root分區在第一硬盤的第一分區。

卸載文件系統

umount /mnt/
losetup -d /dev/loop0

bochs配置

這裡開始使用剛才制作出來的hd.img可啟動內核鏡像，這裡面包含2.4.0內核。

1. 運行bochs命令會出現命令行菜單，選擇3. Edit options開始編輯配置，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的一些參數例如柱面數、磁頭數、每磁道扇區數，其他的參數保持默認即可。
2. 然後進入15. Boot Options，把1. Boot drive #1: floppy改為disk。
3. 內存可以不設置，也可以隨便設置下，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。
4. 返回到最開始的菜單，選擇4. Save options to...保存下配置，命名為kdebug.bxrc
5. 再選6. Begin simulation開始模擬。內核啟動開始。

內核運行

啟動內核之後，你會看到bochs開始啟動內核，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，因為我們的硬盤鏡像第一分區內除了/boot目錄下有點東西外其他都是空的，內核啟動時啥都找不到，自然要掛掉。

過段時間等我研究內核有了進展我會再寫一篇文章，講講如何從RedHat Linux 7.3中抽取必要的文件寫入鏡像，讓內核能夠正常進入系統，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調試內核了，應該能調試到文件系統初始化部分。

下一步就是Fire up DDD開始調試內核，DDD這個宇宙最強調試器深得我心，一開始看到它簡陋的界面曾讓我失望過，不過當我見識了它宇宙最強的調試功能——數據結構可視化之後，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序。

DDD——讓天下沒有難調的程序，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 源碼 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 運行環境搭建以及調式--Bochs  http://www.linuxidc.com/Linux/2012-11/73902.htm

Ubuntu 12.04安裝帶調試功能的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 安裝和配置Bochs  http://www.linuxidc.com/Linux/2016-10/135905.htm

Ubuntu上使用Bochs http://www.linuxidc.com/Linux/2016-10/135903.htm

使用bochs和gdb聯合調試Linux內核  http://www.linuxidc.com/Linux/2016-11/137342.htm