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第1章 准备基本环境1

1.1安装VirtualBox1

1.2创建虚拟计算机2

1.3安装Linux系统2

1.4使用root用户5

1.5启用自动登录5

1.6挂载实验分区6

1.7安装ssh服务器6

1.8更改网络模式7

1.9安装增强模式8

1.10使用Xephyr8

第2章 工具链10

2.1编译过程10

2.1.1预编译12

2.1.2编译14

2.1.3汇编17

2.1.4链接31

2.2构建工具链39

2.2.1 GNU工具链组成40

2.2.2构建工具链的过程40

2.2.3准备工作43

2.2.4构建二进制工具45

2.2.5编译freestanding的交叉编译器46

2.2.6安装内核头文件49

2.2.7编译目标系统的C库50

2.2.8构建完整的交叉编译器52

2.2.9定义工具链相关的环境变量54

2.2.10封装“交叉”pkg-config54

2.2.11关于使用libtool链接库的讨论56

2.2.12启动代码57

第3章 构建内核62

3.1内核映像的组成62

3.1.1一级推进系统——setup.bin63

3.1.2二级推进系统——内核非压缩部分65

3.1.3有效载荷vmlinux65

3.1.4映像的格式66

3.2内核映像的构建过程68

3.2.1 kbuild简介68

3.2.2构建过程概述71

3.2.3 vmlinux的构建过程71

3.2.4 vmlinux.bin的构建过程75

3.2.5 setup.bin的构建过程80

3.2.6 bzImage的组合过程81

3.2.7内核映像构建过程总结82

3.3配置内核86

3.3.1交叉编译内核设置86

3.3.2基本内核配置87

3.3.3配置处理器88

3.3.4配置内核支持模块90

3.3.5配置硬盘控制器驱动91

3.3.6配置文件系统96

3.3.7配置内核支持ELF文件格式97

3.4构建基本根文件系统99

3.4.1根文件系统的基本目录结构99

3.4.2安装C库100

3.4.3安装shell101

3.4.4安装根文件系统到目标系统102

第4章 构建initramfs104

4.1为什么需要initramfs104

4.2 initramfs原理探讨105

4.2.1挂载rootfs106

4.2.2解压initramfs到rootfs110

4.2.3挂载并切换到真正的根目录116

4.3配置内核支持initramfs117

4.4构建基本的initramfs118

4.5将硬盘驱动编译为模块121

4.5.1配置devtmpfs121

4.5.2将硬盘控制器驱动配置为模块126

4.6自动加载硬盘控制器驱动130

4.6.1内核向用户空间发送事件131

4.6.2 udev加载驱动和建立设备节点136

4.6.3处理冷插拔设备139

4.6.4编译安装udev141

4.6.5配置内核支持NETLINK142

4.6.6配置内核支持inotify143

4.6.7安装modules.alias.bin文件144

4.6.8启动udevd和模拟热插拔146

4.7挂载并切换到根文件系统147

4.7.1挂载根文件系统147

4.7.2切换到根文件系统149

第5章 从内核空间到用户空间154

5.1 Linux操作系统加载154

5.1.1 GRUB映像构成155

5.1.2安装GRUB160

5.1.3 GRUB启动过程165

5.1.4加载内核和initramfs170

5.2解压内核181

5.2.1移动内核映像182

5.2.2解压186

5.2.3重定位187

5.3内核初始化190

5.3.1初始化虚拟内存190

5.3.2初始化进程0201

5.3.3创建进程1206

5.4进程加载209

5.4.1加载可执行程序211

5.4.2进程的投入运行223

5.4.3按需载入指令和数据234

5.4.4加载动态链接器243

5.4.5加载动态库246

5.4.6重定位动态库250

5.4.7重定位可执行程序268

5.4.8重定位动态链接器271

5.4.9段RELRO274

第6章 构建根文件系统278

6.1初始根文件系统278

6.2以读写模式重新挂载文件系统280

6.3配置内核支持网络282

6.3.1配置内核支持TCP/IP协议282

6.3.2配置内核支持网卡283

6.4启动udev285

6.5安装网络配置工具并配置网络285

6.6安装并配置ssh服务287

6.7安装procps291

6.8安装X窗口系统291

6.8.1安装M4宏定义292

6.8.2安装X协议和扩展292

6.8.3安装X相关库和工具294

6.8.4安装X服务器296

6.8.5安装GPU的2D驱动297

6.8.6安装X的输入设备驱动297

6.8.7运行X服务器300

6.8.8一个简单的X程序302

6.8.9配置内核支持DRM303

6.9安装图形库307

6.9.1安装GLib和libffi307

6.9.2安装ATK307

6.9.3安装libpng308

6.9.4安装GdkPixbuf308

6.9.5安装Fontconfig308

6.9.6安装Cairo311

6.9.7安装Pango311

6.9.8安装libXi311

6.9.9安装GTK312

6.9.10安装GTK图形库的善后工作312

6.9.11一个简单的GTK程序313

6.10安装字体315

第7章 构建桌面环境317

7.1窗口管理器317

7.1.1基本原理318

7.1.2创建编译脚本325

7.1.3主要数据结构328

7.1.4初始化331

7.1.5为窗口“落户”334

7.1.6构建窗口装饰337

7.1.7绘制装饰窗口341

7.1.8配置窗口343

7.1.9移动窗口345

7.1.10改变窗口大小348

7.1.11切换窗口348

7.1.12最大化/最小化/关闭窗口351

7.1.13管理已存在的窗口354

7.2任务条和桌面356

7.2.1标识任务条的身份357

7.2.2更新任务条上的任务项358

7.2.3激活任务359

7.2.4高亮显示当前活动任务360

7.2.5显示桌面361

7.2.6桌面362

第8章 Linux图形原理探讨364

8.1渲染和显示364

8.1.1渲染365

8.1.2显示365

8.2显存366

8.2.1动态显存技术367

8.2.2 Buffer Object370

8.3 2D渲染375

8.3.1创建前缓冲377

8.3.2 GPU渲染381

8.3.3 CPU渲染386

8.4 3D渲染388

8.4.1创建帧缓冲390

8.4.2渲染Pipleline399

8.4.3交换前缓冲和后缓冲414

8.5 Wayland421