实验一：Linux内核编译及添加系统调用

实验一：Linux内核编译及添加系统调用一、实验目的理解Linux系统处理系统调用的流程增加一个系统调用二、实验内容nice，可以理解为谦让度，CPU在选择进程时根据优先级prio选择，当nice值越高，可理解为这个进程越是谦让，即优先级越低添加一个系统调用，实现对指定进程的nice值的修改或读取功能，并返回系最新的nice值，即优先级prio。建议调用原型为：In...

未拥

3156人浏览 · 2019-10-19 12:43:35

未拥 · 2019-10-19 12:43:35 发布

实验一：Linux内核编译及添加系统调用

一、实验目的

理解Linux系统处理系统调用的流程
增加一个系统调用

二、实验内容

nice，可以理解为谦让度，CPU在选择进程时根据优先级prio选择，当nice值越高，可理解为这个进程越是谦让，即优先级越低
添加一个系统调用，实现对指定进程的nice值的修改或读取功能，并返回系最新的nice值，即优先级prio。

建议调用原型为：

Int mysetnice(pid_t pid, int flag, int nicevalue,void_userprio,void_usernice)

参数含义：

pid：进程ID

flag：若值为0，表示读取nice值；若值为1表示修改nice值。

prio，nice：指向进程当前优先级及nice值。

返回值：系统调用成功时返回0，失败时返回错误码EFAULT。
写一个简单的应用程序测试系统调用
深入阅读相关函数源码

三、流程图

四、具体实现

安装虚拟机及ubuntu

按指导来问题不大，在可行前提下，分配处理器选择4核或以上

大小分配60G左右！

https://jingyan.baidu.com/article/f96699bb147a73894e3c1b2e.html
开启系统，打开terminal，进入管理员模式

打开termintal: ctrl+alt+t

管理员模式：输入 sudo su 输入用户密码进入管理员模式
下载解压内核

下载内核：输入 wget http://mirrors.ustc.edu.cn/kernel.org/linux/kernel/v4.x/linux-4.4.196.tar.xz

解压内核：输入 tar -xvJf linux-4.4.196.tar.xz
系统调用

装各种包输入 sudo apt-get install vim libncurses5-dev make openssl libssl-dev bison flex ctags

在这里插入图片描述

添加系统调用号进入内核：cd linux-4.4.196 # 之后的操作都是在这个目录下

编辑调用表：vim arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl

输入G (跳末行)上行到300多行，输入i (进入编辑模式)

输入如图
在这里插入图片描述

按ESC键退出编辑模式输入：wq 保存并退出

申明系统调用 vim include/linux/syscalls.h

输入 G i 添加如下

asmlinkage long sys_mysetnice(pid_t pid,int flag,int nicevalue,void __user * prio,void __user * nice);

按ESC键退出编辑模式输入：wq 保存并退出

实现调用 vim kernel/sys.c

输入 G i 添加如下

SYSCALL_DEFINE5 (mysetnice,pid_t,pid,int,flag,int,nicevalue,void __user*,prio,void __user*,nice){
    //SYSCALL_DEFINEN中N表示系统调用所需要的参数个数，我们的是5个
     struct task_struct *p;//进程结构体指针
     struct pid *id;//pid结构体
     int m,n;
     id=find_get_pid(pid);//通过传入的pid_t pid得到id结构体 
     p=pid_task(id,PIDTYPE_PID);//通过id得到指定进程,PIDTYPE_PID指的是进程类型的pid 
     m=task_nice(p);     //通过p得到nice值 
     n=task_prio(p);     //通过p得到prio值（优先级） 
     if(flag==0){//读取 
        copy_to_user(nice,(void*)&m,sizeof(m));//将m的地址强转为void *类型 
        copy_to_user(prio,(void*)&n,sizeof(n));
        return 0;
     }
     else if(flag==1){//修改 
        printk("nice value before modified：%d\n",m); 
        set_user_nice(p,nicevalue);//修改nice的值
        return 0;
     } 
     printk("syscall failed!");
     return EFAULT; 
}

按ESC键退出编辑模式输入：wq 保存并退出

配置编译内核

输入 make mrproper

输入 make clean

输入 make menuconfig

（terminal窗口最大化）

选择Save 回车确定回车确定选择Exit

在这里插入图片描述

输入 make -j4

(-j4表示4线程编译，耗费较长，无视warning,跳出error可以ctrl+c结束了，出错了就没必要再编译了，看看是否漏掉步骤，根据跳出的error解决)

安装内核重启系统

输入 make modules

输入 make modules_install

输入 make install

输入 update-grub2

输入 reboot

重启后 ctrl+alt+t 打开terminal 输入 sudo su 进入管理员模式

输入 uname -a 如果显示的是下载的内核这里是4.4.196 表明编译成功

编写函数测试用

输入 vim exp_1_test.c 新建C文件测试调用

输入i (进入编辑模式)

编写代码如下

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/syscall.h>
#define __NR_mysyscall 326
int main(){
        int nice,prio;
        pid_t id;
	    id=getpid();

        printf("----------------read-----------------\n\n");
        syscall(__NR_mysyscall,id,0,NULL,&prio,&nice);
        printf("before modified:pid:%d,prio:%d,nice:%d\r\n",id,prio,nice);


        printf("-----------------set-------------------\n\n");
        printf("syscall(__NR_mysyscall,id,1,-8,&prio,&nice);\n");
        syscall(__NR_mysyscall,id,1,-8,&prio,&nice);

        printf("------------------read-----------------\n\n");
        syscall(__NR_mysyscall,id,0,NULL,&prio,&nice);
        printf("modified:pid:%d,prio:%d,nice:%d\r\n",id,prio,nice);
        return 0;
}