第4关: 实验环境练习 任务描述 相关知识 1.了解实验环境 2.测试内核是否正常 3.查看内核源程序 4.修改内核源码 5.重新编译内核 6.测试新内核是否正常 编程要求 测试说明 任务描述 本关任务：修改 Linux 0.11 内核程序，将系统启动时显示的字符串由原来的Partition table ok.变为Hello, world!。 通过本关任务，可以熟悉 Linux 0.11 内核实验环境，掌握内核程序的编辑、编译和测试方法。 相关知识 为了完成本关任务，你需要： 1.了解实验环境； 2.测试内核是否正常； 3.查看内核源码； 4.修改内核源码； 5.重新编译内核； 6.测试新内核是否正常。 1.了解实验环境 本课程将会在 Ubuntu 16.04 下进行学习，Ubuntu 属于Linux衍生出来的以桌面应用为主的Linux操作系统，Linux操作系统的使用与Windows基本上不同，所以最初会觉得无法理解，但是本质上还是差不多的。 本实验将使用 Bochs 模拟硬件环境，在完成对代码的修改或编译之后将使用run去启动新的虚拟机，环境都是准备好，可以直接使用的，只需要使用脚本去启动就行了。 本实验中已经给出了完整的linux 0.11内核文件放在/root/os/linux-0.11-lab/0/linux中，可以直接使用。 本课程的实验在目录~/os/linux-0.11-lab下进行，此目录下的内容如下： 其中各目录和文件的含义是： 脚本文件run*：以不同模式运行虚拟机，脚本 run 采用正常模式，脚本 rundbg 采用 bochs 调试模式（汇编级），脚本 rungdb 采用 gdb 调试模式（ C 语句级），这三个模式都用于内核测试。 用于启动虚拟机的内核映像文件是cur/linux/目录下的Image； 虚拟机的根文件系统是images文件夹下的rootimage-0.11； 目录0：存放有 Linux 0.11 内核的源代码及其 Source-Insight 工程文件,本实训中使用 VSCode 代替 Source-Insight ，不需要使用到 Source-Insight ，只需要使用到linux文件夹中的源码； 目录conf：存放有虚拟机的配置文件,这些配置文件描述了虚拟机的硬盘、软盘、内存大小等参数； 目录images：包含虚拟机的硬盘（根文件系统）和软盘的映像文件； 其中映像文件hdimage-devel用作应用开发模式的硬盘，里面包含应用程序编译所需的 gcc 等软件。脚本run、rundbg和rungdb用软盘作为启动盘，对应的软盘映像文件是cur/linux/Image。 cur是一个符号链接，指向当前分析的内核目录，现在指向目录0，可以当作是一个快捷方式。 2.测试内核是否正常 运行run脚本就会使用在~/os/linux-0.11-lab目录下的内核映像cur/linux/Image启动 Linux 0.11 。 虽然这个虚拟机的硬盘容量只有 1 MB ，但它目前可以满足内核分析的需要。 3.查看内核源程序 关闭虚拟机，然后使用 VSCode 打开源码所在文件夹，选择 File ，然后选择 Open Folder ； 找到linux文件夹，然后确认打开； 可以看到文件夹下所有的源码都已经被导入了，可以在这里开始对源码进行修改了。 4.修改内核源码 在源码中可以修改很多东西，例如修改开机画面中的字符串Loading system ...,将其修改为Loading linux 0.11，这里需要注意一点，不能太长而影响生成的目标文件的大小。 使用搜索功能，搜索关键词Loading,在结果中找到Loading system ...，将其修改为Loading linux 0.11。 如果知道文件的具体位置，也可以在命令行中使用vim对配置文件进行修改，只需要找到文件中对应的地方进行修改，和在 VSCod 里面修改结果都是一样的。 修改完毕之后点击 File 然后选择 Save All ，保存所有修改即可。 5.重新编译内核 在内核源码目录~/os/linux-0.11-lab/0/linux中使用make命令重新编译内核； 下图是编译输出的结果，可以看到被修改的文件bootsect.s已经重新编译成功，这是只编译修改过的文件，有时为了可靠也可以完全编译； 完全编译需要将旧的编译文件清除，使用make clean命令清除编译文件，然后重新使用make命令编译，只不过完全编译的时间相对较长； 上图是编译之后的结果，Image 即为生成的完整内核映像，包含引导代码；tools 目录下有内核的主体可执行文件 system ，其符号文件是 System.map ，包含变量和函数的地址，其链接时的详细布局信息在文件 System.map.2 中。 6.测试新内核是否正常 切换到linux-0.11-lab目录下使用./run启动脚本使用新的内核运行虚拟机； 可以看到虚拟机的加载的字符串已经从原来的Loading system ...,变为Loading linux 0.11了。 编程要求 根据相关知识，将系统启动时显示的字符串由原来的Partition table ok.变为Hello, world!。 注： 1.字母区分大小写，符号使用英文输入法输入，请注意作答的时候注意不要写错了。 2.评测之前请关闭已经启动的虚拟机之后才可以点击评测！！！ 测试说明 平台会对源码进行检测，请完成编程要求并且保存测试。 开始你的任务吧，祝你成功！ 要求编写代码