1.編譯內(nèi)核

(1).源碼下載鏈接

(2).查看本機(jī)配置參數(shù)命令:screenfetch；

(3).三種編譯方式進(jìn)行內(nèi)核編譯配置

make menuconfig

 make xconfig

 make gconfig(需要安裝GTK Package)

(4).查看內(nèi)核配置文件: ll -a | grep config；

(5).清除上一次構(gòu)建生成的config文件:make mrproper；

(6).編譯內(nèi)核:make -jn 可以加快內(nèi)核編譯，n為線程數(shù)，編譯時(shí)間與電腦配置有關(guān)；

(7).清除上一次內(nèi)核編譯過程生成的文件:make clean；

(8).編譯結(jié)果內(nèi)核鏡像文件生成路徑:linux-5.19.4/arch/x86/boot/bzImage；

內(nèi)核編譯

內(nèi)核鏡像文件

2.編譯命令行工具集合busyBox

(1).busyBox源碼下載鏈接

(2).解壓源碼后，進(jìn)行make menuconfig配置編譯選項(xiàng)。開啟靜態(tài)編譯Build Static；binary(no shared libs)選項(xiàng)；

(3).編譯busyBox源碼:make -j4；

(4).編譯完成后進(jìn)行安裝:make install；

(5).命令行工具安裝在路徑:busybox-1.35.0/_install/bin/；

(6).在命令行工具安裝路徑下執(zhí)行可執(zhí)行程序./busybox --help可以查詢當(dāng)前所有可用的命令；

(7).在命令行工具安裝路徑下執(zhí)行可執(zhí)行程序./busybox sh可以進(jìn)入shell環(huán)境；

busybox編譯

3.使用busybox制作initramfs

(1).在home目錄下創(chuàng)建initramfs/bin文件夾；

(2).從已經(jīng)編譯并安裝好的busybox目錄busybox-1.35.0/_install/bin/下將可執(zhí)行程序busybox拷貝到initramfs/bin目錄下；

(3).在initramfs目錄下創(chuàng)建文件init, 并修改其權(quán)限為可執(zhí)行chmod +x init ；

(4).切換到目錄initramfs下，執(zhí)行find . -print0 | cpio -ov --null --format=newc | gzip -9 > initramfs.img命令將該目錄下的所有文件使用cpio命令歸檔并使用gzip進(jìn)行壓縮，生成initramfs.img文件；

#!/bin/busybox sh


/bin/busybox mkdir -p /proc && /bin/busybox mount -t proc none /proc


/bin/busybox echo "Hello Syscall"


export 'PS1=(kernel) = >'
/bin/busybox sh

4.系統(tǒng)調(diào)用

(1).查詢syscall用法:man 2 syscall

(2).系統(tǒng)調(diào)用:上層應(yīng)用程序調(diào)用的API

舉例:C庫中的printf() --> glibc 庫中的write() --> kernel中的write()

(3).系統(tǒng)調(diào)用和計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)相關(guān)

(4).系統(tǒng)調(diào)用的指令

syscall和init

     syscall是64bit機(jī)器的指令,init是32bit機(jī)器的指令

(5).系統(tǒng)調(diào)用的返回值

返回值存儲(chǔ)在rax、rdx寄存器中

(6).系統(tǒng)調(diào)用的參數(shù)

支持6個(gè)參數(shù),分別對(duì)應(yīng)6個(gè)寄存器

5.系統(tǒng)調(diào)用相關(guān)的代碼位置

(1).不同體系結(jié)構(gòu)有不同的系統(tǒng)調(diào)用
arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl
(2).系統(tǒng)調(diào)用屬于內(nèi)核的一部分,不能作為模塊進(jìn)行編譯
對(duì)系統(tǒng)調(diào)用的修改需要重新編譯內(nèi)核
(3).宏__NR_syscalls
系統(tǒng)調(diào)用的個(gè)數(shù)
arch/x86/include/generated/uapi/asm/unistd_64.h
注意:系統(tǒng)調(diào)用的編號(hào)從0開始的

6.實(shí)例:添加新的系統(tǒng)調(diào)用(獲取cpu的個(gè)數(shù))

(1).注冊(cè)系統(tǒng)調(diào)用號(hào)
arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl文件中，例如 :添加451 common get_cpu_number sys_get_cpu_number

(2).聲明系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)
在include/linux/syscalls.h文件中,添加聲明asmlinkage long sys_get_cpu_number(void)
(3).實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用
在kernel/sys.c文件中實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用，具體代碼如下:

SYSCALL_DEFINE0(get_cpu_number){
        return num_present_cpus();
    }

7.使用QEMU測(cè)試新的系統(tǒng)調(diào)用

(1).重新編譯內(nèi)核，具體見第1小節(jié)；

(2).使用busybox制作initramfs，具體見第3小節(jié)；

(3).本地靜態(tài)編譯測(cè)試代碼gcc -static get_cpu.c -o get_cpu,將編譯生成的可執(zhí)行文件get_cpu拷貝進(jìn)initramfs文件夾中，進(jìn)行打包；

/************************************************************************
    > File Name: get_cpu.c
    > Author: CurryCoder
    > Mail: 1217096231@qq.com 
    > Created Time: 2022年09月18日 星期日 09時(shí)42分51秒
************************************************************************/


#include < stdio.h >
#include < unistd.h >
#include < sys/syscall.h >


int main(){
  int pid = syscall(39);
  printf("pid=%dn",pid);


  int cpu_number = syscall(451); // 451為get_cpu_number的系統(tǒng)調(diào)用號(hào)
  printf("cpus=%dn",cpu_number);

  return 0;
}

(4).編寫Makefile文件

.PHONY: clean initramfs run


${shell mkdir -p build}


initramfs:
  cd initramfs && find . -print0 | cpio -ov --null -H newc | gzip -9 > ../build/initramfs.img


clean:
  rm -rf build


run:
  qemu-system-x86_64 
    -kernel bzImage 
    -m 256M 
    -smp 4 
    -nographic 
    -initrd build/initramfs.img 
    -append "init=/init earlyprintk=serial,ttyS0 console=ttyS0"

整個(gè)目錄結(jié)構(gòu)

(5).啟動(dòng)QEMU模擬內(nèi)核啟動(dòng),可以調(diào)整-smp參數(shù)觀察效果

啟動(dòng)QEMU

測(cè)試結(jié)果