Linux內核為什麼不在安裝好的操作系統中，而需要安裝好系統後再下載？沒有內核，那操作系統怎麼運行?

為什麼安裝好一個Linux操作系統後，想要寫個新的系統調用，還需要下載Linux內核，Linux內核不在安裝好的操作系統中嗎？操作系統沒有內核的話，是怎樣服務其他的應用程序的？

編譯好的Linux內核在文件系統中，比如說我的Ubuntu上就存在/boot/vmlinuz-5.3.0-23-generic，這個文件在開機時就由GRUB給載入到內存中去執行（其實是個自解壓文件，可以提升載入速度）。

不知道你說的「新的系統調用」是什麼意思，是想改內核新加一個系統調用，還是使用一個系統調用。改內核的話肯定要下載了：編譯好的內核是二進位文件，代碼得額外去下載。使用的話則不一樣。

回顧一下系統調用的執行過程：對x86_64，程序在用戶態使用syscall指令， rax裡面放系統調用號。這個過程一般被庫給包裝過，用戶程序使用庫函數即可。Linux上最常用的庫是glibc，也稱libc。這樣，對用戶而言，系統調用根調用別的函數一般沒有區別。

這樣，使用系統調用的話，需要有系統的C庫和有關頭文件。比如這個使用write系統調用的程序write.c：

#include & char* buf = "Hello world! "; int main() { write(1, buf, 13); // 去/usr/include/x86_64-linux-gnu/asm/unistd_64.h裡面找 return 0; }

編譯後運行：

$ gcc write.c -o write $ ./write Hello world!

unistd.h在/usr/include/unistd.h，是許多系統調用和glibc函數的頭文件。編譯時要和/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6鏈接，write的實現就在裡面。 libc.so庫是幾乎百分之百的程序都要用的，幾乎所有的非嵌入式系統都有。不過這個/usr/include/unistd.h可不一定系統都有。看看是哪個包的：

$ dpkg -S /usr/include/unistd.h libc6-dev:amd64: /usr/include/unistd.h

看看這個包的信息（刪去了幾行）：

$ apt --info libc6-dev Package: libc6-dev Version: 2.30-0ubuntu2 Priority: optional Build-Essential: yes Provides: libc-dev Depends: libc6 (= 2.30-0ubuntu2), libc-dev-bin (= 2.30-0ubuntu2), linux-libc-dev APT-Manual-Installed: no Description: GNU C Library: Development Libraries and Header Files Contains the symlinks, headers, and object files needed to compile and link programs which use the standard C library.

Priority: optional，不一定非要有哦。

總結一下，使用系統調用不光要內核、glibc還需要頭文件。最後一個可能系統沒自帶，需要下載。不過我還沒遇到過需要額外下載的情況，不知道是不是Ubuntu默認裝了。

PS：如果你善於彙編，那手動調用syscall當然可以。剛才的例子重寫：

.section .data msg .ascii "Hello world! " .section .text .global _start _start: movq $1, %rax ; write 系統調用; movq $1, %rdi ; 1是stdout。 movq $msg, %rsi ; 輸出msg movq $13, %rdx ; 13個字元 syscall movq $60, %rax ; 使用 _exit syscall。 movq $0, %rdi ; 返回值 0 syscall ;

彙編：

$ as -mmnemonic=intel hello.s -o hello.o $ ld hello.o -o hello $./hello Hello world!

參考資料：

Say hello to x86_64 Assembly [part 1] · Just a memo?

0xax.github.io