當前，在國產自主版權的操作系統這面大旗的倡導下，IT界掀起了一浪高過一浪的Linux編程熱潮。Linux以其源碼開放、配置靈活等不可多得的優越性吸引著越來越多的編程愛好者深入Linux的內核開發。筆者近來實踐過一個Linux的實時化改造課題任務，積累了一點Linux內核編程的實戰經驗，在這裡想就編譯內核、增加系統調用等方面的問題和感興趣的愛好者共做切磋。 編譯內核 在Linux編程的實踐中，經常會遇到編譯內核的問題。為什麼要編譯內核呢？其一，可以定制內核模塊。Linux引入了“動態載入模塊”的概念，使用戶可以把驅動程序以及非必要的內核功能代碼編譯成“模塊”，由系統在需要時動態載入，不需要時自動卸載，從而提高了系統的效率和靈活性。其二，可以定制系統功能。當添加某種設備時、增加系統功能時、系統暴露出缺陷需要打“補丁”時，當新版內核出現准備用來升級時，編譯內核是不可避免的。而且，編譯內核正是Linux獨有的“系統級DIY”的魅力所在！ 好，現在就讓我們一起開始——編譯內核！ （1）安裝源碼 首先要確定自己Linux系統是否已安裝了內核源碼： # rpm -q kernel-source kernel_source-2.2.5-16 如果證實沒有安裝，則需要找來安裝盤或從網上下載kernel-source-2.2.5-15.i386.rpm並安裝： # rpm -Uhv kernel-source-2.2.5-15.i386.rpm 如果是升級到新版本，則需要找來升級包（linux-2.2.16.tar.gz），自己解壓安裝： # cd /usr/src 進入源碼目錄。 # rm -rf linux 刪除以前的鏈接。 # tar xzvf linux-2.2.16.tar.gz 解壓升級包。 # ln -s linux-2.2.16 linux 重建目錄鏈接。 （2）配置內核 進入內核源碼所在目錄： # cd /usr/src/linux 先清除多余的（一般是以前編譯生成的）文件： # make mrproper 開始配置內核（如果對各選項不是很熟悉的話，建議按回車鍵）： # make config （3）編譯內核 清除以前生成的目標文件及其他文件： # make clean 理順各文件之間的依存關系： # make dep 編譯壓縮的內核： # make bzImage 編譯模塊： # make modules-install （4）裝新內核 將新內核文件復制到用於存放啟動文件的 /boot目錄： # cp /usr/src/linux/System.map /boot/System.new # cp /usr/src/linux/arch/i386/boot/bzImage /boot/vmlinuz.new 進入啟動目錄： # cd /boot 給新內核建立鏈接： # rm System.map # ln -s System.new System.map # rm vmlinuz # ln -s vmlinuz.new vmlinuz 編輯LILO的配置文件/etc/lilo.conf ，使LILO能啟動新內核： # vi /etc/lilo.conf 在文件末加入以下部分：（後兩行內容要與舊內核相應行保持一致） image=/boot/vmlinuz.new lable=new root=/dev/hda3 read-only 重寫LILO的啟動扇區，使改動生效： # lilo （5）重啟系統 # reboot 當重啟後出現 lilo: 提示時輸入新內核的標號（按TAB鍵可顯示所有的標號）： lilo: new OK！！boot new...... ..... 一切運行正常，新內核引導成功！ 以上步驟在pentium Ⅲ/64M/20G、Red Hat Linux 6.0（2.2.5-15）機上測試通過。 增加系統調用 在實際編程中，尤其是當我們需要增加或完善系統功能的時候，我們經常會用到系統調用函數。系統調用函數通常由用戶進程在用戶態下調用，內核通過system_call 函數響應系統調用產生的軟中斷，在正確訪問核心棧、系統調用開關表之後陷入到操作系統內核中進行處理。 系統調用是用戶進程由用戶態切換到核心態的一種常見方式。利用編寫系統調用函數來直接調用了部分操作系統內核代碼，也是Linux內核編程者必修之功。下面筆者以在Linux中創建一個名為print_info的系統調用函數為例，來說明如何為內核增加系統調用。 需要以下幾個基本步驟： 1、編寫系統調用函數 編輯sys.c文件： # cd /usr/src/linux/kernel # vi sys.c 在文件的最後增加一個系統調用函數： asmlinkage int sys_print_info(int testflag) { printk(" Its my syscall function!n"); return 0; } 該函數有一個int型入口參數testflag,並返回整數0。 2、修改與系統調用號相關的文件 編輯入口表文件： # cd /usr/src/linux/arch/i386/kernel # vi entry.S 把函數的入口地址加到sys_call_table表中： arch/i386/kernel/entry.S中的最後幾行源代碼修改前為： ...... .long SYMBOL_NAME(sys_sendfile) .long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall) /* streams1 */ .long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall) /* streams2 */ .long SYMBOL_NAME(sys_vfork) /* 190 */ rept NR_syscalls-190 .long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall) .endr 修改後為： ...... .long SYMBOL_NAME(sys_sendfile) .long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall) /* streams1 */ .long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall) /* streams2 */ .long SYMBOL_NAME(sys_vfork) /* 190 */ .long SYMBOL_NAME(sys_print_info) /* added by I */ .rept NR_syscalls-191 .endr 修改相應的頭文件： # cd /usr/src/linux/include/asm # vi unistd.h 把增加的sys_call_table表項所對應的向量，在include/asm/unistd.h中進行必要申明，以供用戶進程和其他系統進程查詢或調用。 #define __NR_putpmsg 189 #define __NR_vfork 190 #define __NR_print_info 191 /* added by I */ 3、編譯內核，再重啟動 4、測試 編寫用戶測試程序（test.c）： # vi test.c #include #include extern int errno; _syscall1(int,print_info,int,testflag) main() { int i; i= print_info(0); if(i==0) printf("i=%d , syscall sUCcess!n",i); } 如果要在用戶程序中使用系統調用函數，那麼在主函數main前必須申明調用_syscall，其中1 表示該系統調用只有一個入口參數，第一個int 表示系統調用的返回值為整型，print_info為系統調用函數名，第二個int 表示入口參數的類型為整型，testflag為入口參數名。 編譯測試程序： # gcc -o test test.c 執行測試程序： # ./test Its my syscall function! i=0, syscall success! ok!!!增加系統調用函數成功！ 以上步驟在pentium Ⅲ/64M/20G、Red Hat Linux 6.0（2.2.5-15）機上測試通過。 (作者：李艷彬)
