实验名称：系统调用实验日期：2021年7月5日班级：物联网工程194 姓名：徐子贤学号：1930110745 一、实验目的 1、建立对系统调用接口的深入认识； 2、掌握系统调用的基本过程； 3、能完成系统调用的全面控制； 4、为后续实验做准备。二、实验内容此次实验的基本内容是：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。（1）iam() 第一个系统调用是 iam()，其原型为： int iam(const char * name); copy 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。（2）whoami() 第二个系统调用是 whoami()，其原型为： int whoami(char* name, unsigned int size); copy 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。（3）测试程序运行添加过新系统调用的 Linux 0.11，在其环境下编写两个测试程序 iam.c 和 whoami.c。最终的运行结果是： $ ./iam lizhijun $ ./whoami lizhijun 三、实验报告实验过程及数据记录：准备环境： cd /home/shiyanlou/oslab tar -zxvf hit-oslab-linux20110823.tar.gz -C /home/shiyanlou 在linux-0.11/include/linux之中的sys.h文件里添加两个extern： extern int sys_whoami(); extern int sys_iam(); 修改在linux-0.11/kernel中的system_call.s文件： ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1696658-20210706-1625554755964) 修改 Makefile (1) 添加的 kernel/who.c ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1696658-20210706-1625554776032) (2)修改kernel/Makefile: (3)编写who.c并加入内核中： (4)unistd.h 不能直接在oslab直接直接修改，而需要在虚拟机中修改 sudo ./mount-hdc 添加如下命令: #define __NR_iam 72 #define __NR_whoami 73 (5) printk() 首先 push %fs 保存这个指向用户段的寄存器，在最后 pop %fs 将其恢复，printk() 的核心仍然是调用 tty_write()。编写测试程序： 1.在/oslab/hdc/usr中新增iam.c和whoami.c文件 iam.c ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1696658-20210706-1625554811427) whoami.c 新增文件后，重新对MakeFIle编译，无错误导入unistd.h到用户硬盘中，并卸载对文件进行编译 gcc -o iam iam.c -Wall 1. ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1696658-20210706-1625554834169) 1. ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1696658-20210706-1625554842312) gcc -o whoami whoami.c -Wall 3.运行脚本程序修改testlab2.sh文件为此脚本增加执行权限： $ chmod +x testlab2.sh 1、从 Linux 0.11 现在的机制看，它的系统调用最多能传递几个参数？你能想出办法来扩大这个限制吗？答：直接能传递的参数至多有 3 个。在 Linux-0.11 中，程序使用 ebx、ecx、edx 这三个通用寄存器保存参数，可以直接向系统调用服务过程传递至多三个参数 (不包括放在 eax 寄存器中的系统调用号)。如果使用指向用户数据空间的指针，将指针信息通过寄存器传递给系统调用服务，然后系统调用就可以通过该指针访问用户数据空间中预置的更多数据，就可以达到传递更多参数的目的。 2、用文字简要描述向 Linux 0.11 添加一个系统调用 foo() 的步骤。答：首先实现新系统调用的处理函数 sys_foo()，这个函数可以放在 kernel/sys.c中( sys.c程序中含有很多系统调用功能的实现函数)，也可以在 kernel/下新建一个 C 语言文件(需要修改 Makefile 以将它编译进内核)；然后在 include/unistd.h中添加新系统调用的功能号和函数原型定义；接着在 include/linux/sys.h头文件中加入外部函数声明并在函数指针表 sys_call_table末端插入新系统调用处理函数的名称；再然后，将 kernel/system_call.s程序中的第 61 行 nr_system_calls = 72的值加一，该值表示内核中的系统调用总数；最后还可以参照 lib/目录下库函数的实现方法在 libc 库中增加新的系统调用库函数。 3、1. 添加系统调用首先在 kernel/下创建 who.c，实现两个系统调用的处理函数： #include #include #include #include char myname[24]; int mylen; int sys_iam(const char * name) { int len = 0, i; char str[30] = ""; for(i=0;;i++) { str[i] = get_fs_byte(&name[i]); if(str[i]=='\0' || i>23) break; len++; } if(len <= 23) { strcpy(myname, str); mylen = len; return mylen; } return -EINVAL; } int sys_whoami(char * name, unsigned int size) { if(mylen >= size) { return -EINVAL; } int i; for(i=0; i #include _syscall1(int, iam, const char *, name); int main(int argc, char* argv[]) { int n; if(argc != 2) { printf("Please enter your name!\n"); return -1; } n = iam(argv[1]); if(n == -1) { printf("Your name is too long!\n"); } return 0; } //whoami.c #define __LIBRARY__ #include #include _syscall2(int, whoami, char *, name, unsigned int, size); int main() { char name[24]; int n = whoami(name, 24); if(n == -1) { printf("Your name is too long!\n"); } else printf("%s\n", name); return 0; } 然后让两个测试程序在 Linux-0.11 中执行，即在 Ubuntu 环境下用下面的命令挂载访问 Linux-0.11 下的 /usr/local目录，然后将两个测试程序放到这个目录： cd ~/oslab sudo ./mount-hdc cp ~/iam.c hdc/usr/local cp ~/whoami.c hdc/usr/local 同时还要在 Linux-0.11 下的 /usr/include/unistd.h头文件中添加下面两个宏，否则测试程序无法编译： #define __NR_iam 72 #define __NR_whoami 73 用 ./run命令启动 Linux-0.11 ，进入 usr/local，编译上述两个测试程序并运行，结果如下：将实验楼中的 testlab2.c和 testlab2.sh两个评分程序复制到 Linux-0.11 中的 usr/local目录下执行，结果如下：测试通过。

“操作系统实验”实验报告