linux系統呼叫

在linux核心中增加乙個系統呼叫，並編寫對應的linux應用程式。利用該系統呼叫：（1）能夠返回指定程序（通過指定pid）的任務描述符；（2）能夠返回指定程序（通過指定pid）的程序位址空間的布局和統計資訊（**段、資料段、bss段、堆、棧等區域的位置和大小、包含多少個虛擬記憶體區vma、每個vma的屬性、該程序頁表的位址、已對映的物理記憶體大小等。）（該題目需要研究linux 程序描述符和記憶體描述符mm_struct。）

linux系統中新增新的系統呼叫有兩種方法。方法一：直接修改核心原始碼，在核心中增加乙個系統呼叫實現函式，並將該函式的名字新增到system_call_table中。該函式在system_call_table中的索引即為新增系統呼叫的系統呼叫號。最後重新編譯核心原始碼，生成新的核心。方法二：不用編譯核心，在核心模組中實現乙個系統呼叫實現函式，並將該函式的名字新增到system_call_table中。本實驗採用方法一實現新增系統呼叫。

第一步：編輯syscall_64.tbl檔案

syscall_64.tbl檔案位於linux-source-3.13.0/arch/x86/syscalls/sysc all_64.tbl(ubuntu是64位)，主要定義系統呼叫號。本實驗定義新新增的系統呼叫號為314，在314號新增「314common mycall sys_ni_syscall」sys_ni_syscall

是最簡單的系統呼叫服務例程，表面上看，它可能並沒有什麼用處，但是，它在sys_call_table中佔據了很多位置。多數字置上的sys_ni_syscal都代表了那些已經被核心中淘汰或者沒有實際用處的系統呼叫。

第二步：編輯unisted.h檔案

unistd.h位於/usr/include/asm-generic/unistd.h,為每個系統呼叫規定唯一的編號。新增「#define __nr_mycall 314 __syscall(__nrmycall, sys_mycall)」由於新新增了乙個系統呼叫，__nr_syscalls需要加1，由原來的274變為275，表明有275個系統呼叫函式。

第三步：編輯syscalls.h檔案

syscalls.h檔案位於linux-source-3.13.0/include/linux/syscalls.h，用於宣告系統呼叫函式。在檔案最後新增「asmlinkage long sys_call(pid_t pid,char __user * buf);」，asmlinkage巨集是系統呼叫函式的關鍵字,

表示函式通過堆疊而不是通過暫存器傳遞引數。

sys_mycall

是函式名，第乙個引數是

pid程序號，第二個引數用於儲存

task_struct

部分資訊，由核心態傳遞到使用者態。

第四步：編輯mycall.c檔案

在linux-source-3.13.0/kernel/目錄下，新建mycall.c檔案。mycall.c檔案執行在核心態，為使用者態提供服務。實驗要求由pid獲得task_struct的相關資訊。把需要獲去的task_struct的資訊，封裝為乙個結構體，最後把該結構體傳到使用者態。linux核心提供find_task_by_vpid()，pid是唯一標誌乙個程序，通過該函式，直接獲得該pid標誌的程序task_struct。

#include #include #include #include #include #include struct mycall_taskinfo
;asmlinkage long sys_mycall(pid_t pid,char __user * buf)
}pgd=task_mm->pgd; 
a[0].pgd=* pgd;
a[0].start_code=task_mm->start_code;
a[0].end_code=task_mm->end_code;
a[0].start_data=task_mm->start_data;
a[0].end_data=task_mm->end_data;
a[0].start_brk=task_mm->start_brk;
a[0].brk=task_mm->brk;
a[0].start_stack=task_mm->start_stack;
a[0].end_stack=task_mm->arg_start;
pid_t count=0;
vmalist=task_mm->mmap; /* list of vmas */
while(count<256 && vmalist )
a[0].vma_count=count;
if(copy_to_user((struct mycall_taskinfo *)buf,a,sizeof(struct mycall_taskinfo)))
return sizeof(struct mycall_taskinfo);
else 
return 0;
}

至此，新增系統呼叫函式完成，接下來，開始對核心重新編譯。

第五步：編輯makefile檔案

修改linux-source-3.13.0/kernel/makefile檔案，把mycall.o加到obj-y中。

編譯核心需要安裝編譯環境必要庫：

安裝好編譯環境，為了減少編譯核心耗費的時間，把/boot/原核的配置檔案拷貝到linux-source-3.13.0下，並命名為.config。即輸入命令：

編譯核心指令：

#include#includestruct mycall_taskinfo
;int main()
{struct mycall_taskinfo a[1]; 
int i; 
syscall(314,getpid(),a); 
printf("程序pid: %d\n",a[0].pid);
printf("程序的vmas的個數為%d\n",a[0].vma_count);
for( i=0;i結果截圖：
問題1：無法確定指定程序號是多少
程序號是程式執行時分配的，事先不知道程序的程序號是多少。而且程序號的取值範圍為0-pid_max_default，順序使用和迴圈使用。隨便指定程序號，無法保證其task_struct存在。查詢發現，使用者態有getpid()函式，直接獲得該程序的pid。這樣即可以確定該pid一定存在task_struct。同時也能確定該pid由哪個程式執行產生。
問題2：核心態與使用者態資料的轉換
在系統呼叫中獲得的資料資訊需要傳送到使用者態進行輸出顯示，但核心態的資料和使用者態的資料不可以直接進行傳遞。linux提供copy_from_user()
和copy_to_user()
這兩個函式，負責在使用者空間和核心
空間傳遞資料。因此我們在測試程式中，將空陣列
a的位址作為引數傳遞給核心模組程式，
在核心中使用
copy_to_user()
函式將核心中的陣列資訊傳遞給使用者態下的位址。
copy_to_user()
複製成功返回０，複製失敗返回未複製成功的位元組數。

linux系統呼叫

linux 系統呼叫

Linux系統呼叫

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linux 系統呼叫

Linux系統呼叫

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