linux内核编译及添加系统调用(详细版)

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linux内核编译及添加系统调用(详细版)

2023-12-04 21:43| 来源: 网络整理| 查看: 265

linux内核编译及添加系统调用

注：文章共四部分，分别是

1、编译更换内核

2、添加一个简单系统系统调用

3、添加读取/修改nice值的系统调用

4、自己设计简单（真的简单）系统调用

注：四个部分结构相似，请根据自身需求自行选择观看。（ps有点唠叨的，但也比较完整），不同内核环境会有差别，使用不同版本可能会产生非预期的错误，如有错误欢迎评论区指出。

相关实验资源: 1、kernel内核源码 https://elixir.bootlin.com/linux/latest/source/include 2、Linux系统版本：Ubuntu16.04 清华源镜像：https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu-releases/16.04/ 3、预安装内核linux-4.16.1 清华源镜像：https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/kernel/v4.x/linux-4.16.1.tar.xz

(一)、下载新内核并编译、更换：第一步：下载解压,进入文件夹 #wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/linux-4.16.1.tar.xz (或者手动下载压缩包解压) #xz –d linux-4.16.1.tar.xz #tar –xvf linux-4.16.1.tar #cd linux-4.16.1 第二步：清楚残留的 .config和 .o文件（每次编译出错或者重新编译最好都清理，不清理很占内存） #make mrproper

报错提醒安装ncurses，重新执行make mrproper

#apt-get install libncurses5-dev 第三步：配置内核 #make menuconfig

根据报错提示安装组件，缺啥装啥

#sudo apt install build-essential //安装make和gcc等 #apt-get install libncurses5-dev //安装ncurses-devel #sudo apt-get install flex //安装flex #sudo apt-get install bison //安装bison

没有报错后再执行

#make menuconfig

出现配置的对话框，直接保存（save），文件名也默认.config, 退出。

第四步：编译内核，生成启动映像文件 #make -j4 //-j4是用于加快编译速度。这里我用4线程

报错提示要openssl，安装完再次执行命令即可

#apt-get install libssl-dev 第五步：编译模块

这一步要好久（2-3小时，可能虚拟机配置太低吧）。。。。睡一觉回来就好了

#make modules 第六步：安装内核、模块安装模块：# make modules_install 安装内核：#make install 第七步：配置 grub 引导程序

只需要执行如下命令：该命令会自动修改 grub

#update-grub2 最后一步重启： #reboot -n

查看内核版本

#uname -a

成功更换内核！

(二)、添加简单系统调用

系统调用表

用于关联系统调用号及其相对应的服务历程入口地址。例如系统调用read在系统调用表中结构如下系统调用号32/64/common系统调用名称服务例程入口0commonreadsys_read（这里不同内核版本格式有所不同）

path: /arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl(32位系统是syscall_32.tbl)

第一步：修改源程序 #cd linux-4.16.1 //进入linux解压包（我下的版本是4.16.1） #vim arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl //进入该文件分配系统调用号（注意别写在最后面，x64的系统调用共300多行，注意别写到后半部分的x32那一块里面）

在这里插入图片描述

#vim include/linux/syscalls.h 进入该文件，添加服务例程的原型声明（shift+g快速跳到最后一行）

vim kernel/sys.c 实现系统调用服务例程

SYSCALL_DEFINE后的数字代表参数个数，这里0个参数（void）

在这里插入图片描述

第二步：编译安装内核 1. #make menuconfig 配置内核 2. #make –j2 编译内核 3. #make modules 编译模块 4. #make modules_install 和 make install 安装模块和安装内核 5. #update-grub2（好像虚拟机不需要这一步） 6. #reboot –n 立即重启第三步：新系统调用测试

这里编写一个test.c文件来测试（文件存放位置可以任意）

#vim test.c

在这里插入图片描述

编译

gcc test.c -o test //-o test指定编译输出文件名为test

在这里插入图片描述执行文件

./test

查看信息

dmesg

在这里插入图片描述

可见系统调用成功执行

(三)、添加API对指定进程的 nice 值的读取功能注：nice值表示进程可被执行的优先级的修正数值,加入nice值后，将会使得PRI变为：PRI(new)=PRI(old)+nice。这样，当nice值为负值的时候，那么该程序将会优先级值将变小，即其优先级会变高，则其越快被执行。修改源程序

添加系统调用在这里插入图片描述添加系统调用函数声明系统调用函数具体代码实现代码相关介绍 pid：进程ID flag：等于1表示修改，等于0表示读取 nicevalue：为指定进程设置新的nice值 prio，nice：指向进程当前优先级prio及nice值

copy_to_user函数则是从内核空间拷贝内容到用户空间，用户空间的进程无法直接访问内核空间的内容。

static inline int task_nice(const struct task_struct *p) 用于获取当前task的nice值，并返回nice值，nice值的范围是[ -20 ... 0 ... 19 ] 其使用的例程如下： void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice) { bool queued, running; int old_prio, delta; struct rq_flags rf; struct rq *rq; if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE) return; }

return -EFAULT代表返回一个错误代码；

pid_t 其实就是__pid_t类型。（不必在意，找到最原始的定义可能就是个int类型）

#ifndef __pid_t_defined typedef __pid_t pid_t; define __pid_t_defined #endif 编译安装内核 1. #make menuconfig 配置内核 2. #make –j2 编译内核 3. #make modules 编译模块 4. #make modules_install 和 make install 安装模块和安装内核 5. #update-grub2（好像虚拟机不需要这一步） 6. #reboot –n 立即重启

编写测试程序：

#vim test-nice.c //在哪创建没有特别要求

在这里插入图片描述