如何下载 Torvalds Linux Kernel master、（重新）编译它并使用 QEMU 启动它？

Question

几天来，我正在研究一个小项目，以探索内核编程。然而，我在网上看了很多关于内核编译的问题，并在之前问过一个问题，但我在某些时候仍然感到迷茫。

如果我需要进行一些内核编程，我认为使用 Linus Torvalds 的 Linux 源代码将是最好的起点。所以我做了以下操作（来自 MacOS High Sierra）：

• 下载内核源代码：https://github.com/torvalds/linux
• 解压它
• 启动终端并运行：
  • vagrant init
  • vagrant up
  • vagrant ssh
• 连接后，我输入：
  • cd /vagrant/linux 为了进入Linux源解压文件夹
  • make menuconfig 我只是按了确定/保存
  • sudo make -j 4 && sudo make modules_install -j 4 && sudo make install -j 4

现在，我遇到了一个小错误：

agrant @vagrant-ubuntu-trusty-64:/vagrant/Kernel-Programming/linx-kernel$ sudo make -j 4 && sudo make modules_install -j 4 && sudo make install -j 4
  CHK include/config/kernel.release
CHK     include/generated/uapi/linux/version.h
CHK     include/generated/utsrelease.h
CHK     scripts/mod/devicetable-offsets.h
CHK     include/generated/timeconst.h
CHK     include/generated/bounds.h
CHK     include/generated/asm-offsets.h
CALL    scripts/checksyscalls.sh
CHK     include/generated/compile.h
SKIPPED include/generated/compile.h
CC      my_syscalls/uptime.o
AR      my_syscalls/built-in.o
CC[M]  net/ipv4/netfilter/ipt_ECN.o
In file included from net/ipv4/netfilter/ipt_ECN.c:20:0:
net/ipv4/netfilter/ipt_ECN.c: In function 'set_ect_ip':
./include/uapi/linux/netfilter_ipv4/ipt_ECN.h:16:27: error: 'XT_DSCP_MASK' undeclared(first use in this function)
 #define IPT_ECN_IP_MASK (~XT_DSCP_MASK)
                           ^
net/ipv4/netfilter/ipt_ECN.c:33:18: note: in expansion of macro 'IPT_ECN_IP_MASK'
  if ((iph->tos & IPT_ECN_IP_MASK) != (einfo->ip_ect & IPT_ECN_IP_MASK)) {
                  ^
./include/uapi/linux/netfilter_ipv4/ipt_ECN.h:16:27: note: each undeclared identifier is reported only once for each function it appears in
 #define IPT_ECN_IP_MASK (~XT_DSCP_MASK)
                           ^
net/ipv4/netfilter/ipt_ECN.c:33:18: note: in expansion of macro 'IPT_ECN_IP_MASK'
  if ((iph->tos & IPT_ECN_IP_MASK) != (einfo->ip_ect & IPT_ECN_IP_MASK)) {
                  ^
net/ipv4/netfilter/ipt_ECN.c: In function 'ecn_tg_check':
./include/uapi/linux/netfilter_ipv4/ipt_ECN.h:16:27: error: 'XT_DSCP_MASK' undeclared(first use in this function)
 #define IPT_ECN_IP_MASK (~XT_DSCP_MASK)
                           ^
net/ipv4/netfilter/ipt_ECN.c:105:23: note: in expansion of macro 'IPT_ECN_IP_MASK'
  if (einfo->ip_ect & ~IPT_ECN_IP_MASK)
{
                       ^
make[3]: *** [net / ipv4 / netfilter / ipt_ECN.o] Error 1
make[2]: *** [net / ipv4 / netfilter] Error 2
make[1]: *** [net / ipv4] Error 2
make: *** [net] Error 2
make: ***Waiting for unfinished jobs....

但是，我不知道这个错误是否会破坏一切。另外，即使编译完全没问题，我该如何测试我的“新编译的Linux”呢？因为我添加了一个系统调用，我想测试它是否有效...我找到了一些关于update-initramfs但我没有看到链接/点，因为我编译的内核不是 Ubuntu。

Answer 1

构建根

https://buildroot.org/

Buildroot 是一个很棒的方法来做到这一点。

在很少的命令中它：

• 下载GCC并生成交叉编译器
• 下载Linux内核、ulibc等并生成根镜像
• 下载 QEMU 并为您编译

对于 aarch64，命令是：

git clone https://github.com/buildroot/buildroot
cd buildroot
git checkout 2018.02
make qemu_aarch64_virt_defconfig
printf '
BR2_CCACHE=y
BR2_PACKAGE_HOST_QEMU=y
BR2_PACKAGE_HOST_QEMU_LINUX_USER_MODE=n
BR2_PACKAGE_HOST_QEMU_SYSTEM_MODE=y
BR2_PACKAGE_HOST_QEMU_VDE2=y
' >>.config
make olddefconfig
time make BR2_JLEVEL="$(nproc)" HOST_QEMU_OPTS='--enable-sdl --with-sdlabi=2.0'
./output/host/usr/bin/qemu-system-aarch64 \
  -M virt \
  -cpu cortex-a57 \
  -nographic \
  -smp 1 \
  -kernel output/images/Image \
  -append "root=/dev/vda console=ttyAMA0" \
  -netdev user,id=eth0 \
  -device virtio-net-device,netdev=eth0 \
  -drive file=output/images/rootfs.ext4,if=none,format=raw,id=hd0 \
  -device virtio-blk-device,drive=hd0 \
;

您现在处于 shell 中，可以使用用户名root（无密码）登录。

QEMU 启动命令记录在 Buildroot 本身中：https://github.com/buildroot/buildroot/blob/2018.02/board/qemu/aarch64-virt/readme.txt

然后，要使用您自己的 Linux 内核源代码，您基本上只需LINUX_OVERRIDE_SRCDIR按照以下说明使用：如何修改 Buildroot 软件包的源代码以进行软件包开发？

然后基本上免费你还可以：

• 交叉编译用户态测试，通过创建如下所示的 hello world 包来查看内核正在做什么
• 从树中交叉编译内核模块，这是直接与内核交互而无需接触主线树的好方法：How to add a Linux kernel driver module as a Buildroot package?

我已经在这个 GitHub 存储库上自动化并记录了所有这些事情。为了使内核开发更好，需要：

• repo直接编译内核而不是经过Buildroot
• 提供运行和 GDB 单步调试内核的快捷方式

其他 ISA 提及： https: //cirosantilli.com/linux-kernel-module-cheat/#buildroot-hello-world

在 Ubuntu 18.04 中测试。