构建调试Linux内核网络代码的环境MenuOS系统
一、前言
这是网络程序设计的第三次实验，主要是学习自己编译linux内核，构建一个具有简易功能的操作系统，同时在系统上面进行调试linux内核网络代码。这次实验跟着老师给的指导资料以及和同学们的讨论，最终总算顺利做完。
二、实验步骤
1、下载Linux内核源代码并进行解压
https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.0.1.tar.xz #资源
#解压 xz -d linux-5.0.1.tar.xz tar -xvf linux-5.0.1.tar
#进入文件夹 cd linux-5.0.1
2、安装内核编译工具
sudo apt install build-essential flex bison libssl-dev libelf-dev libncurses-dev
3、配置编译内核，因为我做的是32位的，所以直接是第一个命令
make i386_defconfig #生成32位x86的配置文件，x86_64_defconfig为64为配置
4、配置编译需要debug信息
这一步需要讲窗口放大，不然会提示窗口太小的错误
make menuconfig
#开启文本菜单选项，对窗口有限制，尽量调大窗口
具体操作步骤：（感谢肖坤同学的指导https://www.cnblogs.com/Alexkk/p/11997737.html）
1：选择 Kernel hacking
2：选择 Compile-time checks and compiler options
3：选择 [ ]Compile the kernel with debug info 4：按Y 前面就多了一个 [*] Compile the kernel with debug info 5：选择 save 6：按 esc，直到退出图形化界面
5、配置好后开始编译内核，时间会比较长
make
6、升级当前系统内核
这是老师给的指导，但是由于尝试几次都是错误，后来好像是不用升级也能完成的，就没有进行内核的升级了
sudo make modules_install # ⚠️安装前通过系统快照备份系统，以防出现故障前功尽弃 sudo make installmnsudo update-grub reboot uname -a Linux ubuntu 5.0.1 #1 SMP Wed Mar 13 14:19:31 CST 2019 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
7、构建根文件系统，首先通过QEMU虚拟机加载内核，需要先进入linux-5.0.1的目录，如果报错说没有找到文件，就把切换路径根据自己的情况改一下
sudo apt install qemu qemu-system-i386 -kernel linux-5.0.1/arch/x86/boot/bzImage # make i386_defconfig
8、还是属于构建根文件系统，现在要构造MenuOS
修改这里如果报错，原因有可能是路径问题，比如我的最后修改的路径是从arch开始的，老师给的指导是从linux-5.0.1开始的；
如果报错是Makefile missing separator. Stop.，则是因为makefile的命令行，开头必须用tab键，目前没有发现tabstop的设定值的不同，会引起error。
#获取资源 git clone https://github.com/mengning/menu.git #linux-5.0.1下新建目录，作为menuOS的根目录 mkdir rootfs #安装 sudo apt-get install libc6-dev-i386 # 在64位环境下编译32位需安装 #进入menu，修改Makefile cd menu qemu-system-i386 -kernel linux-5.0.1/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img # make i386_defconfig，原来的是这样 qemu-system-x86_64 -kernel /arch/x86_64/boot/bzImage -initrd rootfs.img #修改为这个
9.接下来可以初始化根文件系统
切换到menu目录，make rootfs
实验结果是系统起来了！
可以查询menuOS系统具有的命令，输入help就行
下面开始进行gdb调试
1、在qemu中启动gdb server
在终端执行
qemu -kernel ../linux-5.0.1/arch/x86/boot/bzImage -initrd ../rootfs.img -append nokaslr -s -S
2、建立gdb与gdbserver之间的连接，在另外一个终端运行gdb
gdb file ~/linux-5.0.1/vmlinux #根据自己的路径 break start_kernel target remote:1234 c
实验结果：可以看到在start_kernel停下来了
接下来构建MenuOS的网络功能
1、将 TCP 网络通信程序的服务端集成到 MenuOS 系统中
下载资源https://github.com/mengning/linuxnet.git，我在windows下载了再放进去，这样会快点
cd linuxnet/lab2
make
make rootfs #回到menu目录下编译，如果有错改一下Makefile
2、将 TCP 网络通信程序的客户端集成到 MenuOS 系统中
cd linuxnet/lab3
make rootfs #注意这一步是可以直接在lab3目录执行
实验结果：
实现了menuos下tcp服务端和客户端的通信，达到实验要求
三、实验总结
这次实验的操作量比较大，在和同学讨论以及大佬的帮助下做出来了，学到了很多东西，了解了linux内核的网络通信机制，但是对于里面的详细过程还没有完全掌握，需要进一步深入学习，继续努力。