实验内容在Linux 0.11上添加两个系统调用，并编写两个简单的应用程序测试它们。 iam() 第一个系统调用是iam()，其原型为： int iam(const char * name); 完成的功能是将字符串参数name的内容拷贝到内核中保存下来。要求name的长度不能超过23个字符。返回值是拷贝的字符数。如果name的字符个数超过了23，则返回“-1”，并置errno为EINVAL。在kernal/who.c中实现此系统调用。 whoami() 第二个系统调用是whoami()，其原型为： int whoami(char* name, unsigned int size); 它将内核中由iam()保存的名字拷贝到name指向的用户地址空间中，同时确保不会对name越界访存（name的大小由size说明）。返回值是拷贝的字符数。如果size小于需要的空间，则返回“-1”，并置errno为EINVAL。也是在kernal/who.c中实现。实验步骤 1.将 Linux 0.11 的源代码恢复到原始状态。 ``` # 删除原来的文件 $ cd ~/oslab $ sudo rm -rf ./* # 重新拷贝 $ cp -r /home/teacher/oslab/* ./ ``` 2.首先从 int 0x80入手修改。int 0x80会在 IDT 中找到相对应的中断描述符，从而找到中断例程的入口，然后进行执行这个例程，到这一步为止我们都还并不需要修改文件。接下来，int 0x80 会去执行system_call 函数了，kernel/system_call.s是我们需要修改的，仅需要改nr_system_calls = 74，这个数字说明int 0x80中断可以提供多少种功能（调用），由于我们需要添加两个调用，所以将72改为74。 ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1561617-20210513-1620906628817) 3.现在system_call要执行了，它根据传进来的系统调用号来执行相应的系统调用，它根据include/linux/sys.h中的定义的函数指针数组来找到这个调用的函数入口，所以我们要在sys.h中加入我们需要的两个调用的函数指针 sys_iam 和 sys_whoami，然后用两条extern声明表示这两个函数的实现在别的文件里。 ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1561617-20210513-1620907523877) 4.接下来就是真正去实现sys_iam和sys_whoami了，将这两个函数的实现放在kernel/who.c中。 ``` #include #include #include char msg[24]; int sys_iam(const char * name) { int i; char tmp[30]; for(i=0; i<30; i++) { tmp[i] = get_fs_byte(name+i); if(tmp[i] == '\0') break; } //printk(tmp); i=0; while(i<30&&tmp[i]!='\0') i++; int len = i; if(len > 23) { return -(EINVAL); } strcpy(msg,tmp); return i; } int sys_whoami(char* name, unsigned int size) { int len = 0; for(;msg[len]!='\0';len++); if(len > size) { return -(EINVAL); } int i = 0; for(i=0; i #define __LIBRARY__ #include #include _syscall1(int, iam, const char*, name); int main(int argc,char ** argv) { iam(argv[1]); return 0; } ``` ``` #include #define __LIBRARY__ #include _syscall2(int, whoami,char*,name,unsigned int,size); int main() { char s[30]; whoami(s,30); printf("%s",s); return 0; } ``` 9.启动bochs ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1561617-20210513-1620913174260) 10.运行测试程序 ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1561617-20210513-1620913249890) ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1561617-20210513-1620913282781) ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1561617-20210513-1620913294063) ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1561617-20210513-1620913306163) 回答问题 1）从linux-0.11/include/unistd.h中可以知道_syscall宏展开的系统调用最多3个参数，使用ebx，ecx，edx三个寄存器传递参数。解决限制的方法：将需要传递的多个参数保存在有特定结构的区间中，并将该用户态地址空间的这个区间的首地址作为一个参数传递给系统调用。最后通过寄存器间接寻址方式便可以访问所有参数。 2）首先，修改 include/linux/sys.h 在sys_call_table数组最后加入sys_foo，并仿照上面给出其他系统调用格式加上 extern rettype sys_foo(); 其次，修改include/unistd.h #define __NR_foo num num为接下来使用的系统调用号然后修改 kernel/system_call.s nr_system_calls = num num为在原值加1 即系统调用总数目加1 接着在kernel中添加 foo.c 若需要支持内核态与用户态数据交互则包含include/asm/segment.h，其中有put_fs_XXX get_fs_XXX函数在foo.c实现系统调用sys_foo() 最后修改kernel的Makefile，将foo.c与内核其它代码编译链接到一起系统调用用户界面要 #define __LIBRARY__ #include _syscallN宏展开系统调用，提供用户态的系统调用接口（参数数目确定具体宏）

“操作系统实验”实验报告