操作系统--linux系统调用6页

1、西安电子科技大学操作系统原理实验报告实验报告 一、理论分析（分值：20%）【从操作系统原理(理论)的角度阐述系统功能调用的过程】1、 函数声明中都有asmlinkage限定词，用于通知编译器仅从栈中提取该函数的参数。2、 系统调用getXXX()在内核中被定义为sys_getXXX()。系统调用号：在linux中，每个系统调用都赋予一个系统调用号，通过这个独一无二的号就可以关联系统调用。当用户空间的进程执行一个系统调用的时候，这个系统调用号就被用来指明到底要执行哪个系统调用；进程不会提及系统调用的名称。系统调用号一旦分配就不能再有任何变更(否则编译好的应用程序就会崩溃)，如果一个系统调用被删除

2、，它所占用的系统调用号也不允许被回收利用。Linux有一个"未使用"系统调用sys_ni_syscall(),它除了返回-ENOSYS外不做任何其他工作，这个错误号就是专门针对无效的系统调用而设的。 内核记录了系统调用表中所有已注册过的系统调用的列表，存储在sys_call_table中。它与体系结构有关，一般在entry.s中定义。这个表中为每一个有效的系统调用指定了唯一的系统调用号。3、 Makefile控制着整个内核的编译，在每个子目录下调用编译.c 文件，生成.o文件，生成新的内核。会把新编译的sys_hello内核加入到系统调用中。系统调用表gedit

3、syscall_32.tbl中加入354 i386 hello sys_hello，当系统调用时可以在调用表中找到系统调用的号。4、 在syscalls.h中添加定义的内容的引用函数。5、 编译执行结果。二、设计与实现（分值：30%）【阐述在Linux中添加系统功能调用的方法】1、 在内核目录下创建hello文件夹 mkdir hello2、 进入hello文件夹 cd hello3、 创建hello.c的文件 vim hello.c4、 加入代码#include <linux/kernel.h> asmlinkage long sys_hello(void)printk(“Hel

4、lo worldn”);return 0;5、 在hello文件夹下添加Makefile文件 vim Makefile在文件里添加 obj-y := hello.o6、 返回内核的根目录中，打开Makefile文件，在842行添加代码 vim Makefile将core-y += kernel/ mm/ fs/ ipc/ security/ crypto/ block/ 改为core-y += kernel/ mm/ fs/ ipc/ security/ crypto/ block/ hello/7、 打开系统调用表 cd arch/x86/syscallsVim syscall_32.tbl

5、在文件最后一行添加354 i386 hello sys_hello8、 在调用函数名的文件中加入添加的函数cd include/linux/Vim syscalls.hasmlinkage long sys_hello(void);9、 进行编译cd /usr/src/linux-3.16/sudo make menuconfigsudo make oldconfigmake -j410、 安装编译好的内核sudo make modules_install installshutdown -r now重启后选择新的内核载入测试uname -r11、 编写测试文件hello.c#include

6、<stdio.h>#include <linux/kernel.h>#include <sys/syscall.h>#include <unistd.h>int main() printf("%ldn", syscall(354); return 0; 12、 编译测试gcc -o hello.c hello./hello.outdmesg三、实验结果（分值：10%）【对实验结果进行简要分析和说明】测试文件调用系统调用号354，并且将返回结果0输出，dmesg可以将开机显示结果输出查看。四、心得与收获（分值：40%）【本部分内

7、容应至少包括如下部分：（1）从代码层面阐述Linux系统调用的整个过程；（2）应用程序调用Linux系统功能的方式以及你采用的方式。以及任何你想表达的内容】1、在系统启动的时候start_kernel会调用trap_init来初始化异常向量表。设置0x80号软中断的服务程序为system_call, system_call是所有系统调用的总入口。当进程执行到用户程序的系统调用命令时，实际上执行了由宏命令_syscallN()展开的函数。系统调用的参数由各通用寄存器传递，比如通过eax寄存器传递系统调用号和系统调用返回值，通过ebx/ecx/edx/esi/edi传递系统调用参数，然后执行INT

8、 0x80，以内核态进入入口地址system_call。start_kernel trap_init set_system_trap_gate(SYSCALL_VECTOR, &system_call); . memcpy(&idtentry, gate, sizeof(*gate);2、 在arch/x86/kernel/entry_32.S文件中定义了system_call，在system_call里面调用了sys_call_table3、 编译内核的时候，当执行到文件/usr/src/Linux-3.10.21/arch/x86/syscalls/Makefile时，该文

9、件会执行/usr/src/linux-3.10.21/arch/x86/syscalls/目录下的shell脚本syscalltbl.sh，该脚本将同目录下的syscall_32.tbl文件作为输入，然后生成文件/usr/src/linux-3.10.21/arch/x86/include/generated/asm/syscalls_32.h，这个文件正是sys_call_table定义中包含的文件asm/syscalls_32.h。所以sys_call_table的定义中包含了asm/syscall_32.h4、 应用程序调用系统函数可以有三种方式，通过 glibc 提供的库函数、使用 syscall 直接调用、通过 int 指令陷入，本人采用syscall调用系统调用号的形式调用系统函数。5、 感受：由于之前很少接触Linux系统，从最初的基本指令学起，自己用的系统是64位最新的Ubuntu系统，所以很多方法在网上没有现成的学习材料，很多是通过多次重装Linux，改变内核版本，后来慢慢理解了一些内核中的调用方法，虽然版本不同，修改的文件、方式、位置不一样，但最终的原理是不变的，而且调用的方法有很多种，可以自己重新添加，也可以修改原来的内核添加代码实现。由于自己尝试多次并未实际解决版本带来的文件和改的内容