计算机操作系统实践周--系统调用.doc

苏州科技学院天平学院操作系统课程设计报告内核编程（实现系统调用）专业年级计算机工程2010班级学号姓名成绩2012年7月2日9任务分配情况姓名承担的任务资料收集，代码输入，内核编译总结修改，程序调试，报告书写内核编程（实现系统调用）报告1 概述 目的：内核编程（实现系统调用） 主要完成的任务：编写一个系统调用，该系统调用实现文件拷贝。编写用户程序测试该调用； 使用的开发工具：Red Hat Linux； 解决的主要问题：源码修改以及内核重构过程。2 使用的基本概念和原理系统调用：Linux内核中设置了一组用于实现各种系统功能的子程序，称为系统调用。用户可以通过系统调用命令在自己的应用程序中调用它们。系统调用与普通函数调用的区别：系统调用 核心态 操作系统核心提供普通的函数调用 用户态 函数库或用户自己提供3 总体设计 确定基本的技术路线：面向过程以及面向对象确定软件的总体结构：在源码中添加调用模块模块关系：总体流程：1）下载并修改源码；2）编译内核；3）编写测试程序。4 详细设计确定要利用的系统API，掌握它们的使用的参数和返回值，要给出具体的名称和参数及其解释：int 0x80 使用寄存器中适当的值跳转到内核中事先定义好的代码中执行：跳转到系统调用的总入口system_call，检查系统调用号，再查找系统调用表sys_call_table，调用内核函数，最后返回。确定模块内部的流程和实现算法：1、 修改内核源码，需修改三处内容， 1) 在/usr/src/linux/lernel/sys.c中添加调用程序，函数名以sys_开头（代码在后面）2) 定义系统调用号，在/usr/src/linux/arch/x86/include/asm/unistd.h中添加#define _NR_sys_mycopy 259#define _NR_syscalls 2593) 在系统调用向量表里添加自定义的系统调用函数入口位置，具体位置是/usr/src/linux/arch/x86/kernel/syscall_table_32.S, 并在最后定义： .long SYMBOL_NAME(sys_mycall)2、 编译内核1 ) 确认是在linux-2.4.20-8该目录下面，并且是root权限：【rootlocalhost linux-2.4.20-8】#make mrprpoper (清除以前的编译痕迹)【rootlocalhost linux-2.4.20-8】#make (编译内核，无错误进行下一步)【rootlocalhost linux-2.4.20-8】#make clean 【rootlocalhost linux-2.4.20-8】#make menuconfig 这里我们什么都不做，直接按ESC，然后YES退出：【rootlocalhost linux-2.4.20-8】#make dep (产生依赖关系)2) 然后开始make bzImage，时间较长：【rootlocalhost linux-2.4.20-8】#make bzImage3)开始make modules （编译模块） 【rootlocalhost linux-2.4.20-8】#make modules4） 然后make modules_install (安装内核模块)【rootlocalhost linux-2.4.20-8】#make modules_install 5） 安装内核 make install (安装内核)【rootlocalhost linux-2.4.20-8】#make install 6） 将生成的内核镜像文件和符号表拷贝到/boot目录下【rootlocalhost linux-2.4.20-8】# cp arch/i386/boot/bzImage /boot/vmlinux-2.4.20-8custom【rootlocalhost linux-2.4.20-8】# cp System.map /boot/Ststem.map-2.4.20-8然后进入/boot，生成我们的初始文件【rootlocalhost linux-2.4.20-8】# cd /boot【rootlocalhost linux-2.4.20-8】# /sbin/mkinitrd-2.4.20-8b.img 2.4.20-8 custom3、 修改grub,进入新的内核记下标签值 : /dev/sda2修改grub.conf文件【rootlocalhost boot】#vim gr/grub.conf重启,，进入新内核随意建立一个C程序，测试该系统调用：【rootlocalhost root】# vi test.c输入该测试程序：然后编译运行： 5 编码设计开发环境的设置和建立：在虚拟机linux-2.4.20-8环境下程序设计时要注意的事项：1） 认真书写代码，养成良好书写风格；2） 团队合作，不可孤军奋战；3） 请教师长，虚心求教。关键构件/插件的特点和使用：主要程序的代码设计及注释：/*系统调用mycopy的实现，位于sys.c文件中*/Asmlinkage long_mycopy(char* sourceFile,char* distFile) int sFile,dFile; /源文件与目标文件句柄 int size; /每次读取文件的实际字节数 char buf512; /内存缓冲区，用来存放从文件中读取的数据 mm_segment_t fs; /内存结构变量，用来保存段寄存器内容 /*用sys_open系统调用打开源文件*/ if (sFile = sys_open(soureFile, O_RDONLY, 0) = -1) printfk(KERN_ALERT”can not open the source filen”); /出错 return -1;if (dFile = sys_open(distFile, O_MRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666) = -1) printk(KERN_ALERT”can not open the dist filen”); return -2; fs = get_fs(); /获得当前fs段的信息 set_fs(get_ds(); /设置当前fs段与ds段相同 while(size = sys_read(sFile , buf , 512) 0) /copy文件 if (sys_write(dFile,buf,size) != size) return -3set _fs(fs); /恢复fs段sys_close(sFile);sys_close(dFile);return 0;解决的技术难点、经常犯的错误：1）编写程序易出错；2）步骤不清晰，较混乱；3）内核编译出错难解决；6 测试时出现过的问题及其解决方法 1、make时出错，根据出错行信息，找到内核源码sys.c文件，认真查找，发现程序书写出现错误，改正之重新make，运行正常。 2、编译的新内核不能启动，返回原内核，重新编译，多次试验后成功。 3、在新内核中运行测试文件，不能实现拷贝功能，打开测试文件test.c查找错误，发现主函数出错，改正之再运行，正常。7 总结详细列出已经课程设计的完成情况：1）下载并修改源码完成；2）编译内核完成；3）编写测试程序完成；4）完成试验。未完成的部分： 无收获、经验、教训和感受等：经过这三天的课程实践，我们学习到很多课外实践知识，对于Linux操作更加熟练，对内核理解更深刻。本小组经过多次内核重构，终于完成任务要求，完成系统调用功能。在试验过程中错误连连，分析原因，还是太粗心的缘故。在书写风格上有很好多不好的习惯，例如：