實驗內容

（作者：Baron_w，禁止轉載）
⚫ 編譯 Linux 核心
⚫ Linux 啟動過程
⚫ Linux 系統呼叫實現分析
⚫ 增加一個系統呼叫**

相關知識

1. dmesg 的用法
   ⚫ 列出載入到核心中的所有驅動
   我們可以使用如‘more’。 ‘tail’ , ‘less ’或者‘grep’文書處理工具來處理‘dmesg’
   命令的輸出。由於 dmesg 日誌的輸出不適合在一頁中完全顯示，因此我們使用管道（pipe）
   將其輸出送到 more 或者 less 命令單頁顯示。
   dmesg | more
   dmesg | less
   ⚫ 列出所有被檢測到的硬體
   要顯示所有被核心檢測到的硬碟裝置，你可以使用‘grep’命令搜尋‘sda’關鍵詞，如
   下：
   dmesg | grep sda
   ⚫ 只輸出 dmesg 命令的日誌
   在‘dmesg’命令後跟隨‘head’命令來顯示開始幾行，‘dmesg | head -20′命令將顯示
   開始的前 20 行。
   dmesg（在 dmesg 裡我們可以檢視到開機資訊， printk 產生的資訊等。 ）
2. Linux cp 的使用
   Linux cp 命令主要用於複製檔案或目錄。
   -a：此選項通常在複製目錄時使用，它保留連結、檔案屬性，並複製目錄下的所有內容。
   其作用等於 dpR 引數組合。
   -d：複製時保留連結。這裡所說的連結相當於 Windows 系統中的快捷方式。
   -f：覆蓋已經存在的目標檔案而不給出提示。
   -i：與-f 選項相反，在覆蓋目標檔案之前給出提示，要求使用者確認是否覆蓋，回答"y"時目
   標檔案將被覆蓋。
   -p：除複製檔案的內容外，還把修改時間和訪問許可權也複製到新檔案中。
   -r：若給出的原始檔是一個目錄檔案，此時將複製該目錄下所有的子目錄和檔案。
   -l：不復制檔案，只是生成連結檔案。
3. make mrproper
   該命令確保原始碼目錄下沒有不正確的.o 檔案以及檔案的互相依賴。

Linux 核心編譯

**

1. 首先在虛擬機器的終端內鍵入命令 apt-cache search linux-source 來查適用於自己
   系統的核心版本，如下圖：
   

2. 其次檢視自己的核心版本，防止下載相同版本的核心進行試驗，如下圖：
   

3. 在確定版本後開啟 Linux 的核心官網進行核心的下載 www.kernel.org，進入後
   選擇 HTTP 協議下的連結，之後依次選擇進入/linux/kernel/v4.x/內，然後查詢
   相應的核心版本。在這裡我選擇的是 Linux-4.10.14 版本，複製器連結，然後在
   Ubuntu16.04 終端內進入到 Downloads 目錄下（cd Downloads）， 輸入命令 wget
   

   https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/linux-4.10.14.tar.gz 4.10.14 版
   本核心。
   

4. 待核心下載完之後， 繼續在該目錄下進行操作，鍵入命令 cp linux-4.10.14.tar.gz
   /usr/src/，將該核心壓縮包複製到 usr/src 目錄下。

5. 使用命令 tar -zxvf linux-4.10.14.tar.gz 將壓縮包解壓。

6. 之後進入 linux-4.10.14 資料夾（cd linux-4.10.14） 。在開始編譯之前，先將一
   些必要的環境安裝好，防止出現錯誤而導致中途退出。

7. 經蒐集總結之後，所需要的依賴包或庫有以下幾項：
   ⚫ libncurses5-dev :主要是在 make menuconfig 時能夠出現圖形化的選擇選單
   所依賴的的庫
   ⚫ libssl-dev : openssl 的依賴包
   ⚫ build-essential：建立 debian 軟體包的工具
   ⚫ openssl ：涉及到系統安全的編譯過程中的相關程式的依賴庫
   ⚫ zlibc ：允許執行中的檔案能夠實現解壓縮資料檔案的一個工具
   ⚫ minizip ：是一個輕量級的支援庫，能夠支援壓縮、提取、檢視和操作 ZIP
   檔案。該軟體包包括 minizip 和 miniunzip 工具
   ⚫ libidn11-dev ： 涉及到系統幫助等文件以及軟體庫等資訊的一個軟體包
   ⚫ libidn11 ： ubuntu 自帶
   安裝時，只需要在終端鍵入以下四條命令：
   a) sudo apt-get install libncurses5-dev libssl-dev
   b) sudo apt-get install build-essential openssl
   c) sudo apt-get install zlibc minizip
   d) sudo apt-get install libidn11-dev libidn11
   

8. 在配置完環境之後，鍵入命令 make menuconfig。 在 menuconfig 中出現選擇
   的圖形化介面後，直接按右方向鍵選擇到 exit 退出，退出提示中選擇儲存，實
   現核心的預設配置。
   
   

9. 在開始編譯之前可以執行命令檢視自己電腦支援最大執行緒數目，命令為 lscpu。
   

10. 接下來可以開始編譯了， 在/usr/src/linux-4.10.14 目錄下進行編譯，否則會報錯。
    鍵入命令 make -j8 之後等待一段時間。
    

11. 編譯完之後輸入以下兩個命令依次安裝核心模組和核心：
    ⚫ sudo make modules_install
    ⚫ sudo make install
    

12. 完成之後利用 reboot 命令來重啟電腦。在開機時一直按住 shift 鍵進入高階啟
    動模式。
    
    

13. 進入系統後開啟終端輸入 uname -r 檢視核心版本是否為之前所編譯安裝的內
    核。確認之後核心編譯到此結束。
    

新增系統呼叫

1. 首先開啟檔案 syscall_64.tbl 新增自己的系統呼叫函式以及對應的系統呼叫編號。 輸
   入命令 vim arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl 開啟該檔案可以看出 332 編號系統暫未
   使用，因此在 331 下一行輸入自己的函式編號以及函式名字等資訊。
   
2. 進入 syscall.h 宣告自己的函式。使用命令 vim include/linux/syscalls.h
   開啟檔案,在檔案的末尾加入自己的函式宣告。
   
3. 使用命令 gedit kernel/sys.c 開啟 sys.c 加入標頭檔案#include <linux/linkage.h>並在
   末尾加入自己的函式。
   
4. 接下來編譯並安裝核心，方法與之前的一樣。
   ⚫ sudo make menuconfig
   ⚫ make -j8
   ⚫ make modules_install
   ⚫ make install
5. 使用命令 reboot 重啟系統，進入編譯的核心。使用命令 uname -r 檢視核心版本。
   編寫 C 語言程式 hello.c 呼叫系統函式進行測試核心
   #include<stdio.h>
   int main()
   {
   for(int i=0;i<5;i++)
   {
   printf(“ret=%d”,syscall(332,i));
   }
   return 0;
   }
6. 編寫完之後進行編譯 gcc hello.c -o hello。 編譯完之後執行 hello 檔案./hello。
   隨即再輸入 dmesg 來檢視 printk 所列印的東西。
   
   到此新增的系統呼叫功能實現。