# 筆記: Linux Kernel - 新增 system call (Linux 5.15.74)
###### tags: `Linux`

## 步驟:
1. 安裝vmware workstation player
2. 安裝 Ubuntu 20.04LTS
3. sudo apt update
4. sudo apt install python3 build-essential libncurses-dev libssl-dev libelf-dev bison flex dwarves bc cpio zstd -y
5. wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.15.74.tar.xz
6. tar -xf linux-5.15.74.tar.xz
7. cd linux-5.15.74
<!-- 程式碼部分 -->
8. 修改linux-5.15.74/arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl，新增一行表格:

548    common    hello    sys_hello

9. cd linux-5.15.74
10. mkdir hello
11. cd hello
12. touch hello.c
13. hello.c 完成以下內容

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

SYSCALL_DEFINE1(hello, int, n)
{
    char str[64];
    sprintf(str, "=====HELLO=LINUX=KERNEL[n=%d]=====\n", n);
    printk(KERN_INFO(str));
    return 0;
}

14. touch Makefile
15. Makefile 內容設為

obj-y := hello.o

15. 回到上一層，修改這裡的Makefile，找到 `core-y += kernel/ certs/ mm/ fs/ ipc/ security/ crypto/ block/` (或類似的，可以用`core-y`去找)，在尾端加上` hello/`
16. 更改 linux-5.15.74/include/linux/syscalls.h，在檔案尾端#endif之前新增一行

asmlinkage long sys_hello(int n);

[--:--] make oldconfig
[14:50] sudo make -j$(nproc)
[15:56] # still runnung...
[16:20] #OK
[16:42] sudo make modules_install -j$(nproc)
[16:32] #OK
[16:33] sudo make install -j$(nproc)
[16:37] #OK
[16:38] sudo reboot

[16:52] sudo make -j$(nproc)
[17:52] # still running

## 心得(抱怨)
+ 虛擬機所需要的硬碟空間，VMWARE預設的20GB根本不夠啊(後來設為64GB)，= =
+ 有篇學長的文章common打成commom ，我還以為我原本的打錯，編譯完才發現完蛋= =
+ 實驗室主機真的太慢...，第一次Make到reboot要花快2個小時= =
+ 學長提供建議，若Kernel編譯過程太漫長，可以試試用`CCACHE`
+ 使用方法`sudo make CC="ccache gcc" -j$(nproc)`
+ [Speeding Up Linux Kernel Builds With Ccache](http://nickdesaulniers.github.io/blog/2018/06/02/speeding-up-linux-kernel-builds-with-ccache/)
+ 測試結果: 好像快一點

## 參考資料
+ [Adding A System Call To The Linux Kernel (5.8.1) In Ubuntu (20.04 LTS)](https://dev.to/jasper/adding-a-system-call-to-the-linux-kernel-5-8-1-in-ubuntu-20-04-lts-2ga8)
+ 2022小組筆記(凱哥超罩)
+ [Linux OS - Project 1](https://hackmd.io/@NsmHODqwS72fJnV4ZaWwdA/B1Lp9pz4j)
+ [Linux OS - Project 2](https://hackmd.io/@NsmHODqwS72fJnV4ZaWwdA/Hy9t1nTvo)
+ [Linux OS - Project 3](https://hackmd.io/@NsmHODqwS72fJnV4ZaWwdA/B1ViZcFti)
+ [2021學長的](https://hackmd.io/aoUBV9NDTLOJiwt0VsMevA) <- 打錯common的那篇
+ 5-level page system https://stackoverflow.com/questions/58743052/getting-error-when-compiling-kernel-for-page-table-walk
+ [透過proc/pid/pagemap獲取實體記憶體位址](http://fivelinesofcode.blogspot.com/2014/03/how-to-translate-virtual-to-physical.html)
+ [中文版](https://www.cnblogs.com/pengdonglin137/p/6802108.html)
+ [How to access physical addresses from user space in Linux?](https://stackoverflow.com/questions/12040303/how-to-access-physical-addresses-from-user-space-in-linux)
+ [Linux的进程地址空间[三]](https://zhuanlan.zhihu.com/p/68398179)
<!-- +  -->
+ [Linux thread 與 mm_struct 關係](https://medium.com/@yovan/os-process-thread-user-kernel-%E7%AD%86%E8%A8%98-aa6e04d35002)
<!-- +  -->
<!-- +  -->
+ [Linux 的Thread Local Storege 介紹](https://blog.csdn.net/u014426028/article/details/108037971)
<!-- +  -->
+ [模擬MMU獲得physical address](https://stackoverflow.com/questions/41090469/linux-kernel-how-to-get-physical-address-memory-management)
+ [虚拟地址转换为物理地址](https://blog.csdn.net/shuningzhang/article/details/38090621)
<!-- +  -->
+ [5 level page tables](https://stackoverflow.com/questions/58743052/getting-error-when-compiling-kernel-for-page-table-walk)
+ Linux kernel 4.11 之後就改為5 level 的系統（舊版是4-level）
+ https://tw511.com/a/01/17017.html
+ 2.3 4-Level Paging
再來看一個4級頁表分頁模式，支援的頁大小是==4KB==、2MB和1GB。
以4KB頁大小為例，如下圖所示，顯然相比於32-bit Paging，4-Level Paging擴充套件了==線性地址（48bit）== 和實體地址（52bit）。
隨著計算機的發展，32bit的地址空間顯很侷促，尤其是物理定址範圍也只有32bit，即4GB實體地址空間，在計算機發展初期4GB空間是天文數位，現在已經淪落到選擇個人PC都看不上4GB記憶體，起碼是8GB記憶體起步。這也是為什麼X86 32位元CPU支援PAE(Physical Address Extension)的原因。同樣的，ARM-v7也支援了LPAE(Large Physical Address Extension)，名字雖不同，但困境如出一轍。
+ 5-level page 與 4-level page 最大差異在於 linear address width 的最大寬度支援由48到了57，實體記憶體位址最大寬度上限與支援的page size是一樣的。
+ 
+ x86架構基本上都是由CR3暫存器指向第一個page table(如上圖)。
+ https://blog.csdn.net/pwl999/article/details/109453180