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Linux内核编译及添加系统调用

Linux内核编译及添加系统调用

作者: litesky | 来源:发表于2017-10-20 21:13 被阅读0次

    首先让我们脑补一下什么是系统调用,个人理解系统调用就是调用系统函数(内核状态下的函数)。在linux系统中,用户通过执行一条访管指令(int$0x80)来实现系统调用。(说白点就是你在自己的代码中调用这个““syscall()”函数)就会出发一个访管中断,系统就会去执行你需要的系统函数。其实中间还有一些过程,笔者为了便于大家理解,在此忽略了。如需详细了解系统调用过程,请读者自行百度吧。

    那么开始进入正题吧,内核编译啊,其实是一个很漫长的过程,一步弄错,哈哈哈,很酸爽....

    首先我们需要一台linux系统的电脑或者装好了linux系统的虚拟机,大部分人还是用虚拟机的。笔者这里使用的是VMware12,虚拟机的安装,笔者这里就不介绍了

    要进行内核编译,我们得去http://www.kernel.org下载linux源代码

    image.png

    这里注意下,开始编译前,确保自己是root用户(好处是可以省去添加sudo)

    我编译的时候是用的4.13.7的版本,大家可以和我的不一样。
    打开终端,切换到Downloads目录

    image.png

    接下来将源码复制到/home/src(笔者之前已经在home目录下创建了src目录,其实在哪里都可以。)

    image.png

    这时使用 xz -d linux-4.13.7.tar.xz 后会生成linux-4.13.7.tar
    再使用tar -xvf linux-4.13.7.tar 便可以得到解压后的源码linux-4.13.7

    image.png

    进入源码目录后,我所用过的linux系统基本上要安装nurses
    使用 apt-get install libncurses5-dev 安装
    笔者是用的是kalilinux(一款渗透测试系统的)在进行编译时发现 还需要 安装bc,使用 apt-get install bc就可以了

    接下来就是编译前的清理工作了,使用make mrproper或者是make clean 命令,第一次编译的话是不需要执行的,如果是失败后再次编译就要执行清理工作了,make mrproper 会清理掉残留的.config 和.o文件,make clean 会保留 .config文件,如果你不想再次配置.config文件 就是用make clean吧。

    内核的配置工作:
    使用make menuconfig命令
    会出现一个界面

    选择Device Drivers 这项


    image.png

    进入scsi 配置界面,将下面几项全部设成*

    image.png image.png

    回退到上一个界面,设置Fusion MPT,设置为 *

    image.png image.png

    选择exit保存就好了

    接下来就是激动人心的时候了
    输入以下命令make bzImage 生成映像文件

    笔者大概用了30分钟左右(没办法虚拟机就这样)

    开始编译模块 输入以下命令make modules
    大概4个多小时吧(可以玩好几把lol了~)

    安装模块:make modules_install,这个很快哦。 输入mkinitramfs - o /boot/initrd-4.13.7.img -v 4.13.7 即可建立载入ramdisk的映像文件
    安装内核:make install

    配置引导程序:update-grub2
    最后:reboot
    等待它重启
    开机后查看内核版本

    image.png

    内核编译就到此为止了,接下来是添加系统调用。

    这里我添加一个系统函数 int mysetnice(pid_t,int flag,int nicevalue,void __user *prio,void __user * nice);
    实现对指定进程的nice值的修改读取和prio值得读取,并将值从内核态返回到用户态

    参数含义
    pid:进程ID
    flag:若flag为o功能是读取nice值,是1的话就是修改nice值
    nicevalue:要修改的nice值
    void __user * 指针类型(其实就是用户态的普通指针了,例如int *p)

    添加系统调用首先要分配系统调用号,切换到/home/serc/linux-4.13.7/arch/x86/entry/syscalls/使用 vim syscall_64.tbl
    在332下面添加一条,如图所示

    image.png

    切换到/usr/include/asm-generic/下 vim unistd.h
    加入#define __NR_mysetnice 333
    __SYSCALL(__NR_mysetnice,sys_mysetnice)


    image.png

    切换到/home/src/linux-4.13.7/kernel/
    vim sys.c

    写入以下代码

    image.png

    注意这里是不能直接&task_nice(p),个人的理解是task_nice(p)返回的是一个字面值,不能直接取地址,通过另外的变量将这个值暂存起来,取变量的地址(这个坑,笔者踩了很久才跳出来),copy_to_user 是将内核的值拷贝到用户状态

    系统调用的函数已经写好了,接下就是编译安装了,步骤跟编译是一样的了,这里不再讲述。

    这里我写了一个demo测试系统调用是否成功的,代码如下

    image.png

    这里我打开了火狐浏览器使用top命令可以看到该进程的pid是6252

    image.png

    gcc -o testsyscall testsyscall.c 生成可执行文件后输入
    ./testsyscall

    笔者的测试如下图

    image.png

    成功读取nice 和 prio的值,并且也成功修改了nice值

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