編譯安裝 Linux 內核并添加系統調用

編譯安裝 Linux 4.2.6 內核

實驗環境

阿里云服務器 Centos_7_03 64 位
本次實驗使用最基本的方法對內核進行編譯安裝,所有操作均在 root 用戶權限下施行??墒褂?su 命令切換到 root 權限。

環境準備

1.準備 Linux 4.2.6 源碼:
可以在官網 http://www.kernel.org 上下載,這里我們下載4.2.6版本。
不過阿里提供了 http://mirrors.aliyun.com ,也可以在這里面下載,速度更快。下載鏡像的命令如下:

cd /tmp
wget http://mirrors.aliyun.com/linux-kernel/v4.x/linux-4.2.6.tar.xz
下載 Linux 4.2.6 源碼

2.準備安裝需要的環境:
更新軟件源

yum update

安裝需要的環境

xz -d linux-4.2.6.tar.xz
tar –xvf linux-4.2.6.tar

把內核目錄 Linux-4.2.6 復制到 /usr/src 目錄下,并進入 /usr/src

準備編譯

如圖所示,當前系統內核版本為 3.10.0-693.5.2.el7.x86_64,進入之前內核的文件目錄,拷貝 .config 文件到 Linux-4.2.6 目錄中。

查看內核版本

進入 Linux-4.2.6 目錄,然后執行 make menuconfig 指令.

在配置界面,選擇 64bits-kernel 的配置文件為我們剛剛復制的 .config 文件。


選擇內核配置文件

編譯內核

1.編譯啟動鏡像

make bzImage -j2

值得一提的是這里的 -j2 參數,表示的是 CPU 數目*2,由于我的阿里云服務器是單核的,所以是 -j2,如果是雙核服務器則可以改為 -j4。
當然,直接使用 make bzImage 也可以直接編譯

2.編譯模塊

make modules -j2

同樣,也可以直接執行 make modules

編譯的過程比較的緩慢,如果是正常的 ubuntu 系統可能會用上1-2小時,而輕量級的阿里云主機需要花上半小時左右的時間。

安裝內核

先安裝模塊: make modules_install
在安裝內核: make install

更改啟動的內核引導順序

CentOS 7 系統使用 grub2 作為引導程序,需進行如下操作:

1.查看系統內部有多少個內核:

cat /boot/grub2/grub.cfg |grep menuentry 

2.配置從默認內核啟動,下面命令的內核名稱根據系統內部查到的實際名稱來替換:

grub2-set-default 'Linux 4.2.6 7 (Core)' 

3.驗證是否配置成功:

grub2-editenv list
更改 grab2

驗證結果

現在,重新啟動服務器,再次查看服務器的內核版本號:
系統版本已經是 linux 4.2.6

成功安裝內核

添加系統調用

實驗流程

  1. 在下載的 4.2.6 內核中添加一個 hellosys 系統調用,其功能為打印一條由調用者傳入的一行字符串;
  2. 重新編譯、安裝內核;
  3. 編寫用戶測試程序,測試 hellosys 系統調用。

分配系統調用號

先去查看一下系統的調用號使用到多少了, 查找一下系統調用表
/usr/src/linux-4.2.6/arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl
我的版本使用到了322, 所以我新的系統調用用323號。注意文件里要看屬于x64的系統調用號。

然后我們修改 /usr/include/asm-generic/unistd.h 設置系統調用號,添加系統調用并修改系統調用的總數

申明系統調用

修改系統調用表

修改系統調用表 /usr/src/linux-4.2.6/arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl
關聯調用號與調用的服務例程地址

圖9

編寫調用程序

/usr/src/linux-4.2.6/include/linux/syscalls.h 中添加一個函數聲明

asmlinkage long sys_hellosys(long uid, const char __user *content);

打開 /usr/src/linux-4.2.6/kernel/sys.c 并在結尾添加這段函數

asmlinkage long sys_hellosys(long uid, const char __user *content){
    printk("%d wants to say hello, and %s", uid, content);
    return 1;
}

確認保存函數的聲明、實現,按照上文所述重新編譯安裝內核映像。


使用系統調用

測試程序:

#include <sys/syscall.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(){
    long ret = syscall(323, 100, "this is a new system call!"); 
    //syscall 參數1 調用號 之后為系統調用的參數列表
    printf("result is %ld\n", ret);
    return 0;
}

編譯、執行 test.c,并查看內核輸出的信息

g++ test.c -o test
./test
dmesg | grep "hello" 

內核輸出信息,說明系統調用成功的獲取了用戶的信息。

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