如何在最小 linux 内核环境中启动进程？

Question

是否可以在裸 linux 内核之上运行通用 C 程序？

我正在使用带有 Qemu 的虚拟化 linux 最小系统，我在其中加载自定义内核和根文件系统，但显然我不能运行我的用户-space你好世界程序。

编辑 1：我已将问题更新得更详细。以下是我遵循的步骤：

1] 我在主机上使用以下命令编译了 hello_world 程序：

gcc hello_world.c -o hello_world

源码如下：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char const *argv[]) {
  printf("Hello world!\n");
  return 0;
}

通过运行在我的主机上运行该程序，它运行良好。我已经按照@nexus 的建议检查了构建程序所针对的库，如下：

    $ ldd hello_world
    linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffc0dfc8000)
    libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007efd90658000)
    /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x000055a57447f000)

2] 我通过执行 buildroot 构建了根文件系统，默认来自 Ciro Santilli's linux-kernel-module-cheat。我已经编译了 linux 内核并得到了它对应的 bzImage

3] 我已经挂载了根文件系统，并将我编译好的程序复制到里面，如下：

sudo mount -t ext2 rootfs.ext2 /home/andreww/Desktop/mountfile/
sudo cp hello_world /home/andreww/Desktop/mountfile/
sudo umount /home/andreww/Desktop/mountfile/

这个感觉不对，我是因为没找到直接在Guest Machine里面编译C程序的方法才这么做的。在来宾机器上我没有 gcc，实际上如果我尝试调用它我会得到：

 # -sh: gcc: not found

4] 我已经用命令

启动了模拟系统

qemu-system-x86_64 \
    -M pc \
    -append 'root=/dev/vda $extra_append' \
    -drive file=${images_dir}/rootfs.ext2,if=virtio,format=raw \
    -kernel ${images_dir}/bzImage \
    -m 256M \
    -net nic,model=virtio \
    -net user \
    -enable-kvm \
    -cpu host \
    -smp threads=4

这是我从 Ciro Santilli's linux-kernel-module-cheat 中提取的。 rootfs.ext2 是系统启动的根文件系统，bzImage 是我将用来启动来宾机器的内核映像。

5] 客户机在 shell 中模拟。这是我所期望的，因为我只虚拟化裸内核而不是整个操作系统映像。

我显示了 buildroot 登录，我以 root 身份登录并运行以下命令：

当我尝试运行我的 hello 程序时，我显示了以下消息：

-sh: ./hello_world: not found

我想我的程序永远不会执行，即使我通过调试看到它作为 elf 文件加载到系统中也是如此。

如果我输入一个不存在的随机命令，我会得到同样的错误。

目标是让 hello_world 程序运行在 user-space 中，位于内核之上，我不希望它成为内核的一部分。

我同意你们的看法，我可能缺少一些库或一些基本的东西，但我不知道该怎么做。

Answer 1

您基本上可以运行一个进程而不是 init，如果您打算这样做的话。要运行进程而不是系统 init 应用程序，您可以替换原始 init 或将 init=/path/to/you/application 作为内核参数传递给您的 VM。

但是有几件事你应该记住：

所有库都需要存在于您的 VM 中与您在其上构建应用程序的系统相同的位置。这还包括它所针对的基本 c 库。您可以使用

获取所有这些库的列表

ldd hello_world

举个例子，如果你编译下面的程序

#include <stdio.h>

int main(int argc, char** argv) {
  printf("hello world!\n");
  return 0;
}

对于 ldd

，您可能会得到这样的结果

$ ldd test
    linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffdba6ba000)
    libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f8559f50000)
    /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x000055fc58ece000)

如果替换init进程，需要注意console中断并妥善处理。如果你不这样做，你就会冒着非常糟糕的系统崩溃的风险。因此，如果您真的不知道自己在做什么，最好保留一个 init 进程并让该进程启动您的应用程序。

我以前看过你命令的输出。您是否使用 shell 脚本来启动您的应用程序？如果是这样，则可能表明您当前在虚拟环境中缺少某些库。

编辑：

也许您可以创建一个静态链接的应用程序，这意味着将所有库编译到同一个文件中。在 gcc 上，您可以为此使用 -static 开关。查看区别：

$ gcc -o test test.c
$ ldd test
    linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffcd1f22000)
    libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f088d43a000)
    /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00005580f8a2b000)
$ gcc -static -o test test.c
$ ldd test
    not a dynamic executable

如前所述，您可以使用 ldd 来查找所需的库。我通常使用的另一个选项是 objdump，因为输出更详细。

所以对于我的应用程序来说，这意味着这样的事情（我已经将输出缩短到相关部分）：

$ objdump -p test

test:     file format elf64-x86-64

[...]

Dynamic Section:
  NEEDED               libc.so.6
  INIT                 0x00000000004003c8
  FINI                 0x00000000004005c4
  INIT_ARRAY           0x0000000000600e10
  INIT_ARRAYSZ         0x0000000000000008
  FINI_ARRAY           0x0000000000600e18
  FINI_ARRAYSZ         0x0000000000000008
[...]

所以在我的例子中，就是 libc.so.6 我需要从主机上的 /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 复制到 /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6虚拟机内.

希望对您有所帮助。

如何在最小 linux 内核环境中启动进程？

How to launch a process inside a minimal linux kernel environment?

c

linux

bash

qemu

linux-kernel