Exam02_实验2 添加系统调用
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
添加系统调用
实验目的
学习Linux内核的系统调用，理解、掌握Linux系统调用的实现框架、用户界面、参数传递、进入/返回过程。
实验内容
本实验分两步走。
第一步，在系统中添加一个不用传递参数的系统调用；执行这个系统调用，使用户的uid等于0。显然，这不是一个有实际意义的系统调用。我们的目的并不是实用不实用，而是通过最简单的例子，帮助熟悉对系统调用的添加过程，为下面我们添加更加复杂的系统调用打好基础。
第二步，用kernel module机制，实现系统调用gettimeofday的简化版，返回调用时刻的日期和时间。
实验指导
2.1一个简单的例子
在我们开始学习系统调用这一章之前，让我们先来看一个简单的例子。就好像哪个经典的编程书上都会使用到的例子一样：
1: int main(){
2: printf(“Hello World!\n”);
3: }
我们也准备了一个例子给你：
1: #include
2: int main(){
3: int i = getuid();
4: printf(“Hello World! This is my uid: %d\n”, i);
5: }
这就是一个最简单的系统调用的例子。与上面那个传统的例子相比，在这个例子中多了
2行，他们的作用分别是：
第一行：包括unistd.h这个头文件。所有用到系统调用的程序都需要包括它，因为系统调用中需要的参数（例如，本例中的“__NR_getuid”，以及_syscall0()函数）包括在unistd.h中；根据C语言的规定，include
第三行：进行getuid()系统调用，并将返回值赋给变量i。
好了，这就是最简单的一个使用了系统调用的程序，现在你可以在你的机器上试一试它。然后我们一起进入到系统调用的神秘世界中去。
2.2 简单系统调用的添加
在这一节中，我们将要实现一个简单的系统调用的添加。我们先给出题目：
题目：在现有的系统中添加一个不用传递参数的系统调用。
功能要求：调用这个系统调用，使用户的uid等于0。
目的：显然，这不是一个有实际意义的系统调用，我们的目的并不是有用，而是一种证明，一个对系统调用的添加过程的熟悉，为下面我们添加更加复杂
的系统调用打好基础。
怎么样？觉得困难还是觉得太简单？我们首先承认，每个人接触Linux的时间长短不一样，因此基础也会有一点差别。那么对于觉得太简单的人呢，请你迅速地合上书本，然后跑到电脑前面，开始实现这个题目。来吧，不要眼高手低，做完之后，你就可以跳过这一节，直接进入下一节的学习了。对于觉得有点困难的人呢，不用着急，这一节就是专门为你准备的。我们会列出详细的实现步骤，你一定也没有问题的。
如果你前面对整个系统调用的过程有一个清晰的理解的话，我们就顺着系统调用的流程思路，给出一个添加新的系统调用的步骤：
2.2.1决定你的系统调用的名字
这个名字就是你编写用户程序想使用的名字，比如我们取一个简单的名字：mysyscall。一旦这个名字确定下来了，那么在系统调用中的几个相关名字也就确定下来了。
●系统调用的编号名字：__NR_mysyscall；
●内核中系统调用的实现程序的名字：sys_mysyscall；
现在在你的用户程序中出现了：
#include
int main()
{
mysyscall();
}
流程转到标准C库。
2.2.2利用标准C库进行包装吗
编译器怎么知道这个mysyscall是怎么来的呢？在前面我们分析的时候，我们知道那时标准C库给系统调用作了一层包装，给所有的系统调用做出了定义。但是显然，我们可能
不愿意去改变标准C库，也没有必要去改变。那么我们在自己的程序中来做：
#include
_syscall0(int,mysyscall) /* 注意这里没有分号*/
int main()
{
mysyscall();
}
好，由于有了_syscall0这个宏，mysyscall将得到定义。但是现在系统会去找系统调用号，以放入eax。所以，接下来我们定义系统调用号。
2.2.3添加系统调用号
系统调用号在文件unistd.h里面定义。这个文件可能在你的系统上会有两个版本：一个是C库文件版本，出现的地方是在/usr/include/unistd.h和/usr/include/asm/unistd.h；另外还有一个版本是内核自己的unistd.h，出现的地方是在你解压出来的2.6.15内核代码的对应位置（比如/usr/src/linux/include/linux/unistd.h和/usr/include/asm-i386/unistd.h）。当然，也有可能这个C库文件只是一个到对应内核文件的连接。现在，你要做的就是在文件unistd.h中添加我们的系统调用号：__NR_mysyscall，如下所示：
include/asm-i386/unistd.h
/usr/include/asm/unistd.h
231 #define __NR_mysyscall223 /* mysyscall adds here */
/* 注意：不同版本的内核系统调用号不一样，您可以根据内核版本不同对系统调用号进行修改*/
添加系统调用号之后，系统才能根据这个号，作为索引，去找syscall_table中的相应表项。所以说，我们接下来的一步就是：
2.2.4在系统调用表中添加相应表项
我们前面讲过，系统调用处理程序（system_call）会根据eax中的索引到系统调用表（sys_call_table）中去寻找相应的表项。所以，我们必须在那里添加我们自己的一个值。
arch/i386/kernel/syscall_table.S
……
233 .long sys_mysyscall
234 .long sys_gettid
235 .long sys_readahead /* 225 */
……
到现在为止，系统已经能够正确地找到并且调用sys_mysyscall。剩下的就只有一件事情，那就是sys_mysyscall的实现。
2.2.5 sys_mysyscall的实现
我们把这一小段程序添加在kernel/sys.c里面。在这里，我们没有在kernel目录下另外