哈工大操作系统实验2系统调用

系统调用笔记

用户态只能通过系统调用去访问内核，即只能通过中断处理访问, INT 0X80

就是我们的C语言程序，调用一个在unistd.h定义的宏，_syscall*（）*代表的是参数的个数，这个宏的意义差不多等于创建一个函数。这个函数只有一个代码就是int 0x80。

系统调用read，宏展开后（就是创建了一个read函数）

int 0x80是由main.c中sched_init（）创建的。其实就是初始化好了IDT表

INT 0X80会根据进入内核，调用system_call. system_call 就会去根据__NR_##name去查表执行相应的处理函数

实验记录

实验要求我们添加两个系统调用，iam()和whoami（）
运行结果

$ ./iam lizhijun
$ ./whoami
lizhijun 

1

首先是编写最外层的用户程序iam.c和whoami.c
注意 _syscall 要写在 #define __ LIBRARY __ #include下面

iam.c

whoami.c

2

有了用户程序，我们就要编写系统调用sys_iam和sys_whoami
在linux-0.11/kernel下添加who.c

#define __LIBRARY__
#include 
#include 
#include 
 
 
char temp[64]={0};
 
 
int sys_iam(const char* name)
{
   int i=0;
   while(get_fs_byte(name+i)!='\0') //从用户态获取一个字符并返回这个字符
        i++;
   if(i>23){   
        return -EINVAL;
   } 
   printk("%d\n",i);
   i=0;
   while((temp[i]=get_fs_byte(name+i))!='\0'){
i++;
    }   
    return i;
}
 
 
int sys_whoami(char* name,unsigned int size)
{
    int i=0;
    while (temp[i]!='\0')
i++;
    if (sizetemp
i++;
    }
    return i;
}

3 修改相关的头文件

linux-0.11/include/linux/sys.h

这个头文件修改的意义是把 iam与whoami两个函数加到全局变量，和中断函数表中就可以了，中断被调用的时候，先查找中断向量表，
找到相应的函数名，调用其函数。

linux-0.11/kernel/system_call.s

这里要修个nr_system_calls 本来是72 也就是有72个系统调用函数，我们加了两个所以改成74

hdc/usr/include/unistd.h

unistd.h 不能直接在oslab直接直接修改，而需要在虚拟机中修改，在oslab中有一个mount-hdc脚本
运行sudo ./mount-hdc 可以把虚拟机硬盘挂载在oslab/hdc 目录下。
在hdc/usr/include 目录下修改unistd.h

4 就是修改linux-0.11/kernel下的MakeFile

OBJS = sched.o system_call.o traps.o asm.o fork.o
panic.o printk.o vsprintf.o sys.o exit.o
signal.o mktime.o
改为：
OBJS = sched.o system_call.o traps.o asm.o fork.o
panic.o printk.o vsprintf.o sys.o exit.o
signal.o mktime.o who.o
另一处：
Dependencies:
exit.s exit.o: exit.c …/include/errno.h …/include/signal.h
…/include/sys/types.h …/include/sys/wait.h …/include/linux/sched.h
…/include/linux/head.h …/include/linux/fs.h …/include/linux/mm.h
…/include/linux/kernel.h …/include/linux/tty.h …/include/termios.h
…/include/asm/segment.h
改为：
Dependencies:
who.s who.o: who.c …/include/linux/kernel.h …/include/unistd.h
exit.s exit.o: exit.c …/include/errno.h …/include/signal.h
…/include/sys/types.h …/include/sys/wait.h …/include/linux/sched.h
…/include/linux/head.h …/include/linux/fs.h …/include/linux/mm.h
…/include/linux/kernel.h …/include/linux/tty.h …/include/termios.h
…/include/asm/segment.h
Makefile修改后，和往常一样“make all”就能自动把who.c加入到内核中了。如果编译时提示who.c有错误，就说明修改生效了。所以，有意或无意地制造一两个错误也不完全是坏事，至少能证明Makefile是对的。

5 编译运行

编译必须在虚拟机下编译，因为你修改的unistd.h只在虚拟机生效

gcc iam.c -o iam
gcc whoami.c -o whoami

总结

添加一个系统调用主要是

1.编写用户程序，这个用户程序需要包含_syscall* 宏（创建一个函数），然后调用这个函数
2.编写系统调用函数放到linux-0.11/kernel
3.各种相关头文件的修改
linux-0.11/include/linux/sys.h添加extern int sys_xxx和添加syscall_table[]
linux-0.11/kernel/system_call.s 修改nr_system_calls（syscall_table中的系统调用函数个数）
hdc/usr/include/unistd.h 其实也就是编译的库文件 添加__ NR_xx 系统调用号
linux-0.11/kernel下的MakeFile修改OBJS和Dependencies

参考博客

https://blog.csdn.net/wangyi_lin/article/details/6921110
https://www.cnblogs.com/coderlynn/p/9127632.html

实验指导书

https://hoverwinter.gitbooks.io/hit-oslab-manual/content/sy2_syscall.html

实验环境：实验楼