add a system call to kernel (v5.15.137)

感謝各位持續回報問題,TA目前也會繼續把解決的問題寫上來

MAC M系列CPU add a system call(我們感謝這位同學的付出):https://hackmd.io/@70cpQQYYTB2IhWlu_xBrTQ/BJ9V8YdV6

image.png

系統環境

  • 作業系統： ubuntu 22.04
  • Kernel 版本： 5.15.137

ubuntu下載點: https://www.ubuntu-tw.org/modules/tinyd0

虛擬機的部分可以用vmware或hyper v或virtual box

vmware pro 安裝 https://www.youtube.com/watch?v=b7WgB2S3gDk

hyper v是 windows內建的,所以不用安裝,還是附上教學:

1.https://www.youtube.com/watch?v=GjpuUpNEPTc
2.https://www.youtube.com/watch?v=8KLa6_6Vyiw

下載 Kernel Source

到 Kernel Archive 下載 kernel source，選擇 5.15.137 kernel。

# 進入 root 模式

sudo su

# 也可以用這個指令來下載kernel

wget -P ~/ https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.15.137.tar.xz

雖然可以下載最新版本的kernel是6.5.9,但考慮到最新版本在compile kernel時可能會出現一些error是stack overflow查不到的新型error所以不推薦,所以這邊還是用5.15.137做展示

解壓縮

# 把檔案解壓縮到 /usr/src 目錄底下

tar -xvf linux-5.15.137.tar.xz -C /usr/src

更新apt

sudo apt update && sudo apt upgrade -y

先把會用到的套件安裝好

# 這個套件可以幫我們 build 出 kernel-pakage

sudo apt install build-essential libncurses-dev libssl-dev libelf-dev bison flex -y

安裝vim

sudo apt install vim -y

清除安裝的package

sudo apt clean && sudo apt autoremove -y

新增 syscall

建立資料夾

# 把目錄轉到剛剛解壓縮完的 kernel 檔案夾

cd /usr/src/linux-5.15.137

# 在裡面創建一個名叫 hello 的資料夾

mkdir hello

# 把目錄轉到 hello 資料夾

cd hello

建立 hello.c

vim hello.c

hello.c 的內容








#include <linux/kernel.h>
#include <linux/syscalls.h>

SYSCALL_DEFINE0(hello){
    printk("Hello world!\n");
    return 0;
}

於同一個目錄下再建立一個 Makefile

vim Makefile

Makefile 的內容

obj-y := hello.o

接著回上個目錄改 Makefile

# 回上個目錄

cd ..

# 打開此目錄下的 Makefile

vim Makefile

可以找到 core-y 如下圖

註: vim編輯檔案的時候,可以用輸入 ?core-y 來找到core-y這個關鍵字

在最後面補上 hello 這樣 kernel 在編譯時才會到 hello 目錄

core-y += kernel/ certs/ mm/ fs/ ipc/ security/ crypto/ hello/

接下來要去修改 syscall_64.tbl 檔

vim arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl

在最後一行添加上 system call，然後請把編號記住, 等一下會用

image.png

接著編輯 syscalls.h 檔，將 syscall 的原型添加進檔案 (#endif之前)

# 把目錄轉回去
cd /usr/src/linux-5.15.137

vim include/linux/syscalls.h

#加入一行(這行直接加在檔案的最下面就好)

註: 在vim編輯檔案的時候 可以按shift+G就會跳到最後一行

asmlinkage long sys_hello(void);

image.png

編譯 kernel

可以用 make localmodconfig 來設定組態

make localmodconfig

#這邊會跳出一大堆問你要不要裝的套件,全部按enter跳過就好

ps:很多教學都會教你make menuconfig來設定.config檔,但那個.config檔太大,會導致kernel編譯要很久,所以建議用make localmodconfig只抓kernel需要的config,這樣可以大幅降低kernel編譯時間

以i7-10700這顆cpu來說,用make menuconfig要30幾分鐘,但make localmodconfig這樣只要7分鐘,跟鬼一樣= =(白眼之間要空格)

查看這台虛擬機是幾核心

nproc

image.png

然後直接make

# 這個代表用12核心去編譯kernel
make -j12

要記得如果你的核心有16核的話,不要用16核去編譯,盡量抓1/2~3/4

ex:16核就用8核~12核去編,比較不會當機

把kernel安裝上去

sudo make modules_install -j12

再打

sudo make install -j12

更新作業系統的bootloader成新的kernel

sudo update-grub

虛擬機要重新開機

reboot

重開機後再看看 kernel 版本有沒有變新

uname -r

image.png

update grub之後如果沒有更新成5.15.137

解法一

如果ubuntu安裝的版本(可以去~/usr/src看)比下載的kernel(5.15.137)還要新的話,這邊就不會更新到,解決的方法就是reboot重開機,然後一直按F4,之後會有選單,選advance,然後把5.15.137版設定成優先權最高(這邊很像重灌windows時,要去bios設定隨身碟開機)

PS : make modules_install -j12把kernel安裝上去的時候,因為ubuntu會自動去辨識現在最新的kernel版本是哪一版,如果安裝的kernel比系統目前版本還新,會直接預設成現在系統的kernel

可以參考下面這篇

安装了内核重启后内核版本没有更新 调处grub引导界面

解法二

image

用vim編輯/etc/default/grub

image

把GRUB_TIMEOUT_STYLE從hidden改成menu
再把GRUB_TIMEOUT從0改成-1
然後離開這個檔案
再打
update-grub
reboot

解法三

如果你是用gcp的話參考這個

vim /etc/default/grub.d/50-cloudimg-settings.cfg

把裡面有一行DRUB_DEFAULT改成"1>2"

update-grub

reboot

測試 syscall

# 創建一個 hello.c
vim hello.c

hello.c 的內容如下















#include <linux/kernel.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <stdio.h>

int main(){
    /* 使用我們剛剛新增的 system call */
    long int sys = syscall(449);
    
    /* print 出 syscall 的回傳值, 若為 0 則代表成功 */
    printf("sys_hello return %ld\n", sys);
    
    return 0;
}

# 編譯 hello.c

gcc -o hello hello.c

# 執行

./hello

使用 dmesg 來查看 kernel 內的訊息

sudo dmesg

image.png

一些參考網址:

1.add a system call教學網址

編譯kernel的時候會跳出的error解法:
2.内核错误: No rule to make target ‘debian/canonical-certs.pem‘, needed by ‘certs/x509_certificate_list‘
3.BTF: .tmp_vmlinux.btf: pahole (pahole) is not available
4.CONFIG_X86_X32 enabled but no binutils support

cd usr/src/linux 5.15.137

vim .config

原本CONFIG_DEBUG_INFO=n,這裡改成y就好

5.安装了内核重启后内核版本没有更新 调处grub引导界面

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