Lab4_1树莓派上增加一个Linux系统调用

最新推荐文章于 2022-12-05 12:54:32 发布

logicworldzju

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分类专栏： Raspberry 文章标签： raspberry 系统调用编译内核

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本文介绍如何在树莓派上修改Linux内核源码以增加一个自定义的带参数系统调用，包括下载源码、配置编译环境、内核编译及模块安装等步骤。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

教程目的：

修改RPi上的Linux源码，增加一个带参数的系统调用。

教程器材及软件：

树莓派的板子。
SD卡（已经有镜像刷入）。
电源线及USB充电器。
U盘或USB硬盘
putty和psftp。
有DHCP的网线。

教程步骤：

下载源代码：

mkdir rpi
cd rpi
git clone git://github.com/raspberrypi/firmware.git PRiFirmware #由于我是换了相同版本的内核，所以这一步是不需要的，以下都将忽略这一步。
git clone git://github.com/raspberrypi/linux.git RpiLinux
git clone git://github.com/raspberrypi/tools.git RpiTools

然后，就等吧。我这里下载特别慢，每秒钟5KB的样子。然后，就是等了一晚上。

获取配置文件：

登录到树莓派上，将/proc/config.gz文件拷贝到家目录下。
查看版本情况：
将树莓派上的SD拔下来，插入到电脑中的SD卡槽中，在rpi文件夹下建一个sd1目录和sd2目录。
```
mkdir sd1
mkdir sd2
```
接着，在/dev目录下找找sd卡的设备名。将其挂载到sd1和sd2目录上。
到sd2中找到，sd2/home/pi/config.gz文件，将其解压缩到RpiLinux文件夹中，并将名字改为.config。
```
zcat sd2/home/pi/config.gz >RpiLinux/.config
```

添加一个系统调用：

进入到RpiLinux/arch/arm/kernel.
新建一个hello.c：

#include <linux/export.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/utsname.h>
#include <linux/mman.h>
#include <linux/reboot.h>
#include <linux/prctl.h>
#include <linux/highuid.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/kmod.h>
#include <linux/perf_event.h>
#include <linux/resource.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/kexec.h>
#include <linux/workqueue.h>
#include <linux/capability.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/key.h>
#include <linux/times.h>
#include <linux/posix-timers.h>
#include <linux/security.h>
#include <linux/dcookies.h>
#include <linux/suspend.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/signal.h>
#include <linux/cn_proc.h>
#include <linux/getcpu.h>
#include <linux/task_io_accounting_ops.h>
#include <linux/seccomp.h>
#include <linux/cpu.h>
#include <linux/personality.h>
#include <linux/ptrace.h>
#include <linux/fs_struct.h>
#include <linux/file.h>
#include <linux/mount.h>
#include <linux/gfp.h>
#include <linux/syscore_ops.h>
#include <linux/version.h>
#include <linux/ctype.h>

#include <linux/compat.h>
#include <linux/syscalls.h>
#include <linux/kprobes.h>
#include <linux/user_namespace.h>

#include <linux/kmsg_dump.h>
/* Move somewhere else to avoid recompiling? */
#include <generated/utsrelease.h>

#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/unistd.h>


void sys_my_syscall()
{
	printk("Hello World!\n");
}

在Makefile中添加hello.o：
在call.S中添加223号中断：

编译内核：

先需要对内核配置一下：

export CCPREFIX=../RpiTools/arm-bcm2708/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi/bin/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi-
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=${CCPREFIX} oldconfig

编译内核：

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=${CCPREFIX} -j3

上面的-j3表示用3个线程同时进行编译，你可以增加这个数。一个建议的选择是cpu核数+1。我的机器比较差，用了30多分钟，好的机器大约只要15分钟。
编译完的内核现在还不能用要先处理一下：

cd ../RpiTools/mkimage/
./imagetool-uncompressed.py ../../RpiLinux/arch/arm/boot/zImage

安装内核及模块：

将模块先安装到一个临时的地方：

cd ../..
mkdir modules
cd RpiLinux/
make modules_install ARCH=arm CROSS_COMPILE=${CCPREFIX} INSTALL_MOD_PATH=../modules

保存原有系统的内核与模块：

cd ../sd1
sudo mv kernel.img kernel_old.img
cd ../sd2
sudo mv /lib/firmware /lib/firmware_old
sudo mv /lib/modules /lib/modules_old

安装新的：

cd ..
sudo cp RpiTools/mkimage/kernel.img sd1/kernel.img
sudo cp -r modules/lib sd2/

测试：

将SD卡插回到树莓派中，启动。

编写1.c测试：

#define sys_hello() {__asm__ __volatile__ ("swi 0x900000+223\n\t");}while(0)

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    printf("start hello\n");
    sys_hello();
    printf("end hello\n");
}

编译运行：

后记：

因为之前搭了一个cygwin的交叉编译环境，所以想在cygwin下编译内核。但毕竟只是虚拟的一个环境，还是有很多不一致的地方。第一个现象是特别慢，可能的原因在于cygwin所虚拟的fork比较慢，差不多编译了两个小时都没有完成。第二个遇到的情况是windows是大小写不敏感的，所以ipt_ECN.c和ipt_ecn.c它会认为是同名文件。内核中恰巧有这样的文件，单单大小写不一样，这样就导致编译内核的时候，会出现错误。后来，我通过修改文件名的方法，绕过了这个错误。但是，还是出现了其他错误,说是logo_linux_clut224.c没有依赖可以生成它，我看到makefile中有依赖说是只要有logo_linux_clut224.ppm就可以生成它。但是，结果就是make说没有。然后，这事就进行不下去了。最终，就换到了linux去做。linux下反正很简单，一步步按教程来就可以了。