Lab4_1树莓派上增加一个Linux系统调用

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：

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

教程步骤：

下载源代码：

1. mkdir rpicd rpigit 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 RpiLinuxgit clone git://github.com/raspberrypi/tools.git RpiTools

2. 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：

1. 登录到树莓派上，将/proc/config.gz文件拷贝到家目录下。
2. 查看版本情况：
   
   
3. 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 sd1mkdir sd2

4. 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。
   
5. 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：

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

3. #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");}

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

编译内核：

1. 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

2. 编译内核：

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

3. 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。
   
4. 编译完的内核现在还不能用要先处理一下：

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

安装内核及模块：

1. 将模块 先安装到一个临时的地方：

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

2. 保存原有系统的内核与模块：

   cd ../sd1sudo mv kernel.img kernel_old.imgcd ../sd2sudo mv /lib/firmware /lib/firmware_oldsudo mv /lib/modules /lib/modules_old

3. 安装新的：

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

测试：

1. 将SD卡插回到树莓派中，启动。
   
2. 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");}

3. 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。

参考：

http://aguegu.net/?p=1544

http://elinux.org/RPi_Kernel_Compilation

备注：

此为浙江大学计算机学院嵌入式系统课程实验报告。