操作系统项目：向Linux内核添加一个系统调用

内容：

1. 向Linux增加一个系统调用
2. 撰写一个应用测试程序调用该系统调用
3. 使用ptrace或类似的工具对该测试程序进行跟踪调

环境：

1.vmware workstation 15.0.0

2.ubuntu-18.10-desktop

3.linux-4.18.14

步骤：

一.准备环境

在终端操作：

sudo apt-get update  //更新系统源码

sudo apt-get install vim //安装vim

sudo apt-get install libncurses5-dev libssl-dev  //下载依赖包

sudo apt-get install libelf-dev

sudo apt-get install build-essential openssl

sudo apt-get install zlibc minizip

sudo apt-get install libidn11-dev libidn11

sudo apt-get install flex bison

 二.构建新内核

1.准备

在www.kernel.org下载linux-4.18.14.tar.gz

解压

将在官网下好的内核直接拉到ubuntn里，然后将压缩包用指令移到/usr/src目录下（过程需要root权限）。

sudo su                                            //获取root

sudo mv  压缩包位置    /usr/src         //移动文件

cd  /usr/src                                  //切换到该目录下进行操作

sudo tar -xvflinux-4.18.14.tar.gz     //解压

 2.添加系统调用

先将目录切换到解压后的内核里操作

1. sudo vim  kernel/sys.c   //添加自己的函数

这里添加了sys_helloworld

2.sudo vim arch/x86/include/asm/syscalls.h //添加声明 

3.sudo vimarch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl  //添加调用号

3.删除无用的文件

sudo make mrproper

sudo make clean

4.配置 

sudo make menuconfig

此处直接save，exit即可，无需修改

5.编译新内核并安装

A.编译    

sudo make -j2  //将处理机内核总数调整为4，会明显加快编译速度

（-j2为开启双线程编译）

B.安装

sudo make modules_install  

sudo make install

6.重启

//reboot

三.测试  

先使用vim写一个测试的cpp

之后gcc编译（前提是apt-get install build-essential安装gcc/g++/gdb/make 等基本编程工具。）

然后运行

demsg   查看进程信息

上图最后一行说明系统调用添加成功。

四.使用ptrace或类似的工具对测试程序进行跟踪调试:

1.先用strace，可以查看程序的系统调用。

   A.

下图中read（0, 就是程序中a的输入，这里我输入19.

而syscall_0x150则是测试程序中的系统调用，0x150 16进制转化为10进制即为336，是我们刚刚添加的系统调用号。

write则为printf。

B.再用strace -c 可以查看测试程序的各类系统调用。如下图。

2.接下来用gdb调试。gdb在ptrace的基础上得来，功能强大且简便。

A.我们这里仅仅简单的调试。

输入l可以查看程序源码。

输入r可以运行程序。

输入b x，可以在x行前添加断点。

加断点后先r，再用c可以一步步执行，每次到断点停止。

clear可以清除断点

在return前插入断点，运行，输入bt可以查看堆栈调用。

3.Gdb和strace还有很多功能，对测试程序进行调试。在此不再演示。

题外话：

其实这就是操作系统第一次的大作业，实验报告我也差不多就这么写了。

假如有WHU的同学们参考了这篇文章。。不要copy啊 XD

教训：

1.在sudo vim arch/x86/include/asm/syscalls.h //声明    的时候world打成了wrold。。（哭泣）浪费了2个小时

2.网上多数教程是syscallID = ptrace(PTRACE_PEEKUSER, pid, ORIG_EAX*4, NULL);但是这是32位机的情况，若是64位，则改成syscallID = ptrace(PTRACE_PEEKUSER, pid, ORIG_RAX*8, NULL); （打开reg.h看一看）