Linux实验 | Ubuntu20.04编译内核并添加一个系统调用

实验环境

• Ubuntu 20.04 LTS
• VMware Workstation Pro 16
• Linux Kernel 5.10.2

存储空间至少留55GB，我第一次做就因为空间不够编译失败，最后编译完系统文件夹大小是51GB
 
 

更换国内源

先备份一下趴，养成良好习惯

sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak

用自己喜欢的编辑器打开

sudo gedit /etc/apt/sources.list

接下来，找到镜像源复制进去。这里一定一定要按照自己的系统版本去选择，尤其是新版本的同学们，不然可能后面install会出现各种版本、依赖、索引的问题。

这是一个大坑，很多教程都是直接给一大段让大家去复制，也不说是什么版本的，可能作者自己也没搞清楚也是复制来的。

建议去清华镜像站选择对应版本，以下给出的是20.04 LTS。

# 默认注释了源码镜像以提高 apt update 速度，如有需要可自行取消注释
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal-updates main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal-updates main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal-backports main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal-backports main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal-security main restricted universe multiverse
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal-security main restricted universe multiverse

最后记得更新一下

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade

 
 

安装编译内核所需依赖

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade

sudo apt-get install libc6-dev

sudo apt-get install libelf-dev

sudo apt-get install libncurses5-dev libssl-dev

sudo apt-get install build-essential openssl

sudo apt-get install libidn11-dev libidn11

sudo apt-get install zlibc minizip

sudo apt-get install bison

sudo apt-get install flex

sudo apt-get install pkg-config

这一步比较容易出问题，我在做的时候遇到了各种依赖无法安装的报错，如果您第一步更换源听从了我的建议，这里应该一遍过，会少走很多弯路。如果依旧出现报错，我提供几种方法：

• 使用aptitude安装

sudo apt-get install aptitude
sudo aptitude install XXX

• 使用-f

sudo apt-get -f install XXX

• 读报错，缺什么装什么，多了什么卸载什么。反正我段位低了，看不太懂

 
 

获取内核源码

去官网下载内核源码。我这里下载的是当前最新稳定版，5.10.2。

进到下载下来的安装包所在目录下打开终端，先获取权限

sudo su

接下来解压缩至指定位置

tar -xavf  linux-5.10.2.tar.xz  -C /usr/src

 
 

添加自定义系统调用

• 进到内核源码解压后的位置，之后的操作未说明的都在这个位置下

cd  /usr/src/linux-5.10.2

 

• 打开自定义系统调用号的syscall_64.tbl文件，在里面添加自定义的系统调用

sudo gedit arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl

会有提示让在最后一个common之后添加，这里441是我添加的

 
 

添加函数声明和定义

• 打开syscalls.h文件

sudo gedit include/linux/syscalls.h

在末尾添加函数声明

/* My Own syscall */
asmlinkage long sys_mysyscall(int number);
#endif

 

• 打开 sys.c 文件

sudo gedit kernel/sys.c

在末尾添加函数定义

/* My Own syscall */
SYSCALL_DEFINE1(mysyscall,int,number)
{
        printk("mysyscall\n");
        printk("The Number You Enter Is %d\n",number);
        return number;
}
#endif /* CONFIG_COMPAT */

 
 

编译内核

• 净化内核

sudo make mrproper

这条命令会删除所有的编译生成文件、内核配置文件和各种备份文件

sudo make clean

这条命令会删除前一次编译过程中残留的数据
 

• 配置文件，不需要改什么的话直接Exit

sudo make menuconfig

• 编译内核，j后面的数字是分配的核心数，根据自己得情况来给定

sudo make -j15

为了编译得更快，我直接给了15核，编译5.10.2内核用时16分钟

• 重置内核

sudo make modules_install

sudo make install

到这一步，内核的编译和安装就完成了
 

• 重启

uname -r

查看当前的内核版本，显示的是我刚刚编译的5.10.2，成功

 
 

验证添加的系统调用

• 简单写一段C程序，值“1224”

sudo gedit test.c

#include 
#include 
#include 
#include 

int main(int argc,char **argv)
{
        //441:long sys_mysyscall(int)
        long temp;
        temp = syscall(441,1224);
        printf("mysyscall return %ld\n",temp);
        return 0;
}

 

• 保存、退出，运行这段程序

sudo gcc -o test test.c

sudo ./test

 

• 查看系统进程

sudo dmesg

可以看到系统调用输出 1224，这个实验就算做完了

 
 

总结

• 更换对应版本的国内源
• 安装编译内核需要的依赖
• 下载内核源码
• 添加自定义系统调用
• 编译重置内核
• 验证系统调用是否添加成功