### 自制迷你型Linux内核的关键知识点
#### 一、项目背景与目标
- **项目名称**：“自制迷你型Linux内核”
- **项目描述**：本项目旨在通过自行构建一个精简版的Linux内核，来深入了解操作系统的核心组件及其工作原理。该项目不仅涉及到内核的编译和裁剪，还包括基本文件系统的搭建以及引导加载程序的配置。
#### 二、项目环境与工具
- **硬件环境**：
- `hda1`：新安装的Red Hat 9 (RH9)，作为主操作系统。
- `hdc1`：一块64MB的小型硬盘，用于安装迷你型Linux内核。
- **软件环境**：
- **虚拟机平台**：Microsoft Virtual PC 5.1版。
- **内核版本**：Linux Kernel 2.4.20。
- **引导加载程序**：GRUB。
- **开发工具**：
- **编译工具**：GCC等。
- **分区工具**：`fdisk`。
- **文件系统创建工具**：`mkext2fs`。
#### 三、内核编译与裁剪
1. **内核编译**：
- 使用`make menuconfig`选择必要的配置选项，移除不必要的模块和服务。
- 编译生成的内核映像名为`vmlinuz-2.4.20-8custom`。
2. **内核裁剪**：
- 移除所有非必需的模块，使得内核大小缩小至几兆字节。
- 生成的模块存放在`/lib/modules/2.4.20-8custom`。
#### 四、文件系统创建与挂载
1. **分区与格式化**：
- 使用`fdisk`对`hdc1`进行分区，并激活新分区。
- 使用`mkext2fs /dev/hdc1`创建ext2文件系统。
2. **挂载文件系统**：
- 创建挂载点`/mnt/hd2`。
- 将`hdc1`挂载至`/mnt/hd2`。
3. **复制内核与相关文件**：
- 将编译好的内核文件`vmlinuz-2.4.20-8custom`复制到`/mnt/hd2/boot`。
- 将`initrd-2.4.20-8custom.img`复制过去（但实际并未使用）。
- 复制GRUB的相关文件到`/mnt/hd2/boot/grub`。
#### 五、GRUB配置与启动
1. **GRUB配置**：
- 配置`grub.conf`文件，确保正确指定根分区和内核启动参数。
- 示例配置：
```plaintext
default=1
timeout=10
title Linux
root(hd0,0)
kernel /boot/vmlinuz-2.4.20-8custom root=/dev/hda1
```
- 注意：避免使用`initrd`参数，因为这会导致启动失败。
2. **GRUB安装与启动**：
- 使用`grub`命令设置`hdc`为启动设备。
- 运行`setup(hdc)`以安装GRUB到硬盘。
- 重启虚拟机，验证是否能够成功启动迷你型Linux内核。
#### 六、文件系统结构与基本文件
1. **文件系统结构**：
- 基础目录：`/home`, `/mnt`, `/proc`, `/lib`, `/sbin`, `/bin`, `/root`, `/etc`, `/dev`。
2. **关键文件与设备**：
- **`/dev`中的设备文件**：
- `/dev/console`：系统控制台设备。
- `/dev/initctl`：用于进程间通信的FIFO设备。
- `/dev/initrd`：初始化RAM磁盘。
- `/dev/ram[0-7]`：RAM磁盘设备。
- 更多设备如：`/dev/kmem`, `/dev/mem`, `/dev/zero`, `/dev/urandom`等。
- **`/etc`中的配置文件**：
- `/etc/fstab`：文件系统表，定义了哪些文件系统如何挂载。
- `/etc/group`：用户组信息文件。
- `/etc/hosts`：主机名与IP地址映射。
- 更多文件如：`/etc/ld.so.conf`, `/etc/localtime`等。
#### 七、挑战与解决方案
- **问题1**：内核启动后无法进入系统。
- **解决方案**：检查GRUB配置文件，确认启动参数正确无误。
- **问题2**：使用`initrd`导致启动错误。
- **解决方案**：避免在GRUB配置中使用`initrd`参数，寻找替代方案或研究其不兼容的原因。
#### 八、总结与展望
- **项目总结**：通过自制迷你型Linux内核，深入学习了操作系统内核的基本组成、编译流程以及文件系统的创建与管理等关键知识点。
- **未来方向**：进一步优化内核，探索更高效的文件系统实现方法，尝试在真实硬件上部署并运行自制内核。
