编译一个默认输出hello world的linux内核

KINGYT

修改于 2020-05-18 16:24:08

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文章被收录于专栏：Linux内核及编程语言底层相关技术研究Linux内核及编程语言底层相关技术研究

本文主要讲述，如何编译一个linux内核，使其默认执行我们提供的一个hello world程序。

基本思路是，linux内核在启动完毕后，会执行一个用户态的名叫init的程序，作为其1号进程（当前大部分linux发行版的init程序都是systemd），那我们只要把我们写的hello world程序，设置成内核默认使用的init程序，应该就可以了。

下面我们来具体操作试下：

1. 下载内核代码。

$ git clone https://github.com/gregkh/linux.git

2. 为确保内核代码是干净的，执行如下命令。

$ cd linux
$ make mrproper

3. 在当前linux目录写个c语言版的hello world程序，并将其编译以备后续使用。

$ git status -s
?? hello.c
$ cat hello.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
        printf("hello world!\n");
        sleep(1000);
        return 0;
}
$ gcc -static hello.c
$ git status -s
?? a.out
?? hello.c

4. 修改以下文件，告知内核在编译时，将我们的程序作为init程序一起打包到内核中。


$ git status -s
 M usr/default_cpio_list
?? a.out
?? hello.c

$ git -P diff usr/default_cpio_list
diff --git a/usr/default_cpio_list b/usr/default_cpio_list
index 37b3864066e8..9c6b452d4c44 100644
--- a/usr/default_cpio_list
+++ b/usr/default_cpio_list
@@ -4,3 +4,4 @@
 dir /dev 0755 0 0
 nod /dev/console 0600 0 0 c 5 1
 dir /root 0700 0 0
+file /init ./a.out 755 0 0

5. 为了方便，我们直接使用以下命令生成默认的内核配置。


$ make defconfig
省略部分输出
*** Default configuration is based on 'x86_64_defconfig'
#
# configuration written to .config
#

6. 现在一切都准备好了，我们可以开始编译内核了。


$ make -j4
省略部分输出
Kernel: arch/x86/boot/bzImage is ready  (#1)

7. 内核编译好后，我们用qemu测试下。

$ qemu-system-x86_64 -kernel arch/x86_64/boot/bzImage -nographic -append "console=ttyS0"
省略部分输出
[    2.122598] Run /init as init process
hello world!
[    2.478037] tsc: Refined TSC clocksource calibration: 2903.981 MHz
[    2.480449] clocksource: tsc: mask: 0xffffffffffffffff max_cycles: 0x29dbf3edc72, max_idle_ns: 440795319519 ns
[    2.483100] clocksource: Switched to clocksource tsc
[    2.643255] input: ImExPS/2 Generic Explorer Mouse as /devices/platform/i8042/serio1/input/input3

由上可见，hello world正确输出，搞定！

以上步骤中有很多知识点我没有讲，如果对此有兴趣，可以留言讨论，或者看下以下代码或文档：

usr/目录下的所有

init/main.c

init/initramfs.c

Documentation/filesystems/ramfs-rootfs-initramfs.rst

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原始发表：2020-04-10，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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