编译安装 Linux 内核并添加系统调用

编译安装 Linux 4.2.6 内核

实验环境

阿里云服务器 Centos_7_03 64 位
本次实验使用最基本的方法对内核进行编译安装,所有操作均在 root 用户权限下施行。可使用 su 命令切换到 root 权限。

环境准备

1.准备 Linux 4.2.6 源码:
可以在官网 http://www.kernel.org 上下载,这里我们下载4.2.6版本。
不过阿里提供了 http://mirrors.aliyun.com ,也可以在这里面下载,速度更快。下载镜像的命令如下:

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

2.准备安装需要的环境:
更新软件源

yum update

安装需要的环境

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

把内核目录 Linux-4.2.6 复制到 /usr/src 目录下,并进入 /usr/src

准备编译

如图所示,当前系统内核版本为 3.10.0-693.5.2.el7.x86_64,进入之前内核的文件目录,拷贝 .config 文件到 Linux-4.2.6 目录中。

查看内核版本

进入 Linux-4.2.6 目录,然后执行 make menuconfig 指令.

在配置界面,选择 64bits-kernel 的配置文件为我们刚刚复制的 .config 文件。


选择内核配置文件

编译内核

1.编译启动镜像

make bzImage -j2

值得一提的是这里的 -j2 参数,表示的是 CPU 数目*2,由于我的阿里云服务器是单核的,所以是 -j2,如果是双核服务器则可以改为 -j4。
当然,直接使用 make bzImage 也可以直接编译

2.编译模块

make modules -j2

同样,也可以直接执行 make modules

编译的过程比较的缓慢,如果是正常的 ubuntu 系统可能会用上1-2小时,而轻量级的阿里云主机需要花上半小时左右的时间。

安装内核

先安装模块: make modules_install
在安装内核: make install

更改启动的内核引导顺序

CentOS 7 系统使用 grub2 作为引导程序,需进行如下操作:

1.查看系统内部有多少个内核:

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

2.配置从默认内核启动,下面命令的内核名称根据系统内部查到的实际名称来替换:

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

3.验证是否配置成功:

grub2-editenv list
更改 grab2

验证结果

现在,重新启动服务器,再次查看服务器的内核版本号:
系统版本已经是 linux 4.2.6

成功安装内核

添加系统调用

实验流程

  1. 在下载的 4.2.6 内核中添加一个 hellosys 系统调用,其功能为打印一条由调用者传入的一行字符串;
  2. 重新编译、安装内核;
  3. 编写用户测试程序,测试 hellosys 系统调用。

分配系统调用号

先去查看一下系统的调用号使用到多少了, 查找一下系统调用表
/usr/src/linux-4.2.6/arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl
我的版本使用到了322, 所以我新的系统调用用323号。注意文件里要看属于x64的系统调用号。

然后我们修改 /usr/include/asm-generic/unistd.h 设置系统调用号,添加系统调用并修改系统调用的总数

申明系统调用

修改系统调用表

修改系统调用表 /usr/src/linux-4.2.6/arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl
关联调用号与调用的服务例程地址

图9

编写调用程序

/usr/src/linux-4.2.6/include/linux/syscalls.h 中添加一个函数声明

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

打开 /usr/src/linux-4.2.6/kernel/sys.c 并在结尾添加这段函数

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

确认保存函数的声明、实现,按照上文所述重新编译安装内核映像。


使用系统调用

测试程序:

#include <sys/syscall.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(){
    long ret = syscall(323, 100, "this is a new system call!"); 
    //syscall 参数1 调用号 之后为系统调用的参数列表
    printf("result is %ld\n", ret);
    return 0;
}

编译、执行 test.c,并查看内核输出的信息

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

内核输出信息,说明系统调用成功的获取了用户的信息。

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