Linux内核编译和系统调用-血的教训
Linux内核编译和系统调用
- 前言
- 前期准备
- 首先知道自己linux系统的内核
- 提前准备以下库(防止中间报错)
- 找到合适的准备编译的内核版本
- 修改代码-准备实现系统调用
- 下载内核版本
- 修改sys.c文件
- 修改syscalls.h文件
- 加入系统调用号(这里特别重要)
- 编译内核
- 验证系统调用
- 需要注意的问题
- 1.要留出充足的空间
- 2.在配置.config文件时要删除点东西
- 3.grub引导
- 总结
前言
这真的是血的经历，这个内核编译差不多搞了四天，出了很多错，多次崩溃，所以为了让各位少踩点坑，我准备写个博客来记录一下，希望有需要的各位少走点弯路-请务必关注最后的需要注意的问题
我用的虚拟机系统是Ubuntu20.04
前期准备
首先知道自己linux系统的内核
可以使用命令
uname -r
可以看到我内核的版本是5.11.0-38-generic。
提前准备以下库(防止中间报错)
sudo apt-get install libncurses5-dev sudo apt-get install libssl-dev sudo apt-get install bison sudo apt-get install flex
找到合适的准备编译的内核版本
比如我这里的内核版本是5.11.0，需要下载的准备编译的内核应该比我这个版本高，网站如下网站
版本别高太多，最好找个稳定版(stable)，这样可以少打点补丁。
我试了三个内核，最后还是选择只高一个版本也就是5.11.1
修改代码-准备实现系统调用
下载内核版本
将目录切换进 /usr/src下，下载内核（这里改为你想下载的版本）然后解压（可能需要等一段时间）
sudo wget https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.11.1.tar.xz
xz -d linux-5.11.1.tar.xz
tar -xvf linux-5.11.1.tar
然后进入内核
cd linux-5.11.1
修改sys.c文件
这个文件在linux-5.11.1/kernel下
sudo gedit kernel/sys.c
在最后的#endif前加入以下代码（这里可以自己随便加-我是想实现输出一段数字）
SYSCALL_DEFINE1(boris,long,number){printk("My number is %ld\n",number);return 2817;
}
注意这里的DEFINE1是指我有一个参数也就是long number（同样的道理，如果为DEFINE2表示两个参数比如参数列表为(boris,long,number,int,flag)），这里的boris是我系统调用函数的名字-可以自己随便设。然后保存
修改syscalls.h文件
为了给这个boris加入声明，这个文件在include/linux里
sudo gedit include/linux/syscalls.h
我是在sys.c注释的那一段里的最后加入了声明(我不知道这个位置是否有影响，因为试错成本太高)
asmlinkage long sys_boris(long number);
加入系统调用号(这里特别重要)
首先要知道自己的机器是32位还是64位，使用
getconf LONG_BIT
可以看到我的是64位，所以加入系统调用号要在syscall_64.tbl中（32位机器就在syscall_32.tbl中）
sudo gedit arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl
加入以下
请记住这个335（以个人情况定），这个335是系统调用号，后面会遇到，这个335也是前面的系统调用号+1，还有就是不要把这一行写到x32那一部分会报错。
编译内核
sudo make mrproper
sudo make clean
第一行清除内核的目标文件、附属文件以及配置文件，第二行清楚内核中目标文件，不清除配置文件
然后是配置.config文件
sudo make menuconfig
之后会出现图形化配置
这里选择sava,ok(这里会说已经written in the .config),exit即可，这里有需要注意的地方，请看最后需要注意的问题
接下来，到了激动人心的时候，编译
sudo make -j2
这里jn是指线程数，可按自己虚拟机来决定，我机器比较拉跨，只能j2,线程数越多越快
这里需要等待很久，我大概等了两三个小时，所以如果错了，会非常绝望，非常耗时，之前代码千万不要写错
看到这里有一段Kernel:arch/x86/boot/bzImage is ready就可以踏实了，说明万里长征已成功了一大半，如果想知道自己中间哪里出错可以把信息写入日志，比如sudo make -j2 > error.txt (使用重定向)
接下来是编译模块
sudo make modules_install
这里可能等十分钟左右
再输入命令
sudo make install
我看到了曙光
这里看到了5.11.1，完成并没报错，查看内核版本
uname -r
看到了什么，我太激动了，5.11.1，折腾了四天才弄出来的玩意。
验证系统调用
写一个C语言程序，代码如下
#include<stdio.h>
int main(int argc,char*argv[]){//这里我们之前的系统调用号就派上了用场-之前就是335long flag=syscall(335,2817);printf("My ID is %ld\n",flag);return 0;
}
然后编译执行
使用如下命令输出系统调用函数printk输出的值
sudo dmesg -c
需要注意的问题
1.要留出充足的空间
可以使用如下命令查看空间是否足够
df -h
我是40个G，一般编译内核最后留出最少大约15G,容量不足可考虑扩容
2.在配置.config文件时要删除点东西
sudo gedit .config
这里的CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYS要置空即将里面内容删去，不然会报错
3.grub引导
cd /boot/grub
可以看到里面有一个grub.cfg文件，你的开机引导就在里面，建议要对其操作之前对其进行备份(cp)。
如果更新grub可以使用
sudo update-grub2
然后重启
reboot
总结
内核编译一定要有耐心，也和你本身系统内核版本和你准备编译的内核版本有关，所以要多尝试，只不过会付出大量的时间成本，但不要放弃，我试了四天不也搞出来了，建议记录下报错的信息，这些信息很有价值。希望大家可以少踩点坑，能对内核编译和系统调用有一个良好的体验。
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