实验一添加一个新的系统调用
一、实验目的
理解操作系统内核与应用程序的接口关系；加深对内核空间和用户空间的理解；学会增加新的系统调用。
二、实验内容与要求
首先增加一个系统调用函数，然后连接新的系统调用，重建新的Linux内核，用新的内核启动系统，使用新的系统调用（2.4内核和2.6内核任选一个）
三、实验指导（2.6版本）
⑴获得源代码（本次实验的内核版本是2.6.22.5,必须是root用户）
1.从教育在线上下载内核源代码到本地磁盘；保存在/usr/src目录下
2.进入终端，输入命令cd /usr/src 进入/usr/src目录（可以输入ls命令会发现目录下有一个名为LINUX_2_6_22_5.TAR.BZ2的压缩文件）
3.当前目录下(/usr/src)输入命令tar –xjvf LINUX_2_6_22_5.TAR.BZ2 解压缩源代码，命令执行完毕后，会出现/usr/src/linux-2.6.22.5文件夹
4.修改文件夹下的3个文件
第一，编辑/usr/src/linux-版本号/kernel/sys.c文件，添加函数：
asmlinkage long sys_mycall(long number)
{
printk(“call number is %d\n”,number);
return number;
}
第二，修改/usr/src/linux-版本/include/asm-i386/unistd.h
添加一行#define __NR_mycall 324 到当前的最大系统调用号之后，比如原来最大的是323，在323的这一行之后加上一行#define __NR_mycall 324
修改#define NR_systemcalls 的值，改成原来的值+1，比如原来是324 改成325
第三，编辑/usr/src/linux-版本/arch/i386/kernel/syscall_table.S,在文件最后加上一行：.long sys_mycall
5.重新编译内核
在终端输入命令，进入源代码文件夹，cd /usr/src/linux-2.6.22.5 依次执行如下命令：make mrproper
make clean
make xconfig (自己配置内核，出现图形对话框后，直接点保存，关闭)
make
（耗时最长，大约20分钟）
make modules_install （安装模块）
以上命令执行完毕后，会在当前目录下生成一个名为System.map的文件，会在/usr/src/linux-版本号/arch/i386/boot/下生成一个bzImage文件。
在终端执行以下命令：
cp /usr/src/linux-版本号/arch/i386/boot/bzImage /boot/vmlinuz-版本号（拷贝内核镜像）cp /usr/src/linux-版本号/System.map /boot/System.map-版本号（拷贝符号表）
cd /boot （进入/boot目录）
mkinitrd initrd-版本号.img 版本号（如mkinitrd initrd-2.6.22.5.img 2.6.22.5）（生成临时根文件）
6.编辑启动配置文件grub
编辑/boot/grub/grub.conf 在grub.conf文件中，每一个title标签表示一个启动项，仿照第一段title的写法，编写新内核的启动项，其中kernel和initrd使用新拷贝过来的vmlinz—版本号文件和initrd-版本号.img文件。
（可以先复制一段title的内容，修改title后面的启动名称，修改kernel 和initrd 后面指定的启动文件，如下图所示，选中的内容是修改后的）
图1 原来的grub配置文件
图2 修改后的grub配置文件
7.重新启动系统，使用新生成的内核。
8.编写测试程序，测试新系统调用。
testcall.c
int main()
{
syscall(324,100); /*324是新添加的系统调用号，100是参数*/
return 0;
}
终端编译gcc testcall.c –o testcall
运行./testcall
查看结果：终端运行命令dmesg 会看到在最后一行输出call number is 100
四、2.4内核下添加系统调用的方法（添加系统调用必须是root用户）
1.获得linux源代码
在linux系统的/usr/src目录下有系统的源代码。
（如果没有，可以先下载，然后解压到此目录下），解压完毕后，源代码的目录就是/usr/src/linux-版本号
2.添加自定义的系统调用实现函数
编辑/usr/src/linux-版本号/kernel/sys.c文件，添加函数：
asmlinkage long sys_mycall(long number)
{
printk(“call number is %d\n”,number);
return number;
}
3.添加系统调用号
编辑/usr/src/linux-版本号/include/asm-i386/unistd.h文件，在最大系统调用号的最后添加一项
#define __NR_mycall 259 （假设当前的最大系统调用号是258）
4.在系统调用入口表中添加相应的项。
编辑/usr/src/linux/arch/i386/kernel/entry.S 文件
添加long SYMBOL_NAME(sys_mycall)
5.重新编译内核
在源代码目录下有一个Makefile文件，（/usr/src/linux-版本号/Makefile），Makefile 文件的前四行是内核的版本号，如下：
VERSION=2
PATCHLEVEL=4
SUBLEVEL=20
EXTRAVERSION=-8 （假设内核版本是2.4.20-8）
在修改内核后，编译内核之前，可以修改Makefile的内核版本号信息，比如可以将EXTRAVERSION项改成-8a，那么重新编译内核后，新内核的版本号将是2.4.20-8a
以下是编译内核的步骤：
首先进入源代码目录/usr/src/linux-版本号，依次运行以下命令：
make mrproper 确保没有不正确的.o文件及文件的相互依赖
make clean 清除旧的编译结果
make config 或者make menuconfig 或者make xconfig //配置内核
make dep 生成依赖关系
make bzImage 编译内核映象
make modules 编译内核模块
make modules_install 安装内核模块
以上命令成功完成后，将生成的内核镜像文件和符号表拷贝到/boot目录下。
cp arch/i386/boot/bzImage /boot/vmlinuz-版本号（拷贝内核镜像）
cp System.map /boot/System.map-版本号（拷贝符号表）
cd /boot （进入/boot目录）
mkinitrd initrd-版本号.img 版本号（如mkinitrd initrd-2.4.20-8a.img 2.4.20-8a）（生成临时根文件）
6.编辑启动配置文件grub
编辑/boot/grub/grub.conf 在grub.conf文件中，每一个title标签表示一个启动项，仿照每一段title的写法，编写新内核的启动项，其中kernel和initrd使用新拷贝过来的vmlinz—版本号文件和initrd-版本号.img文件。
7.重新启动系统，进入新生成的内核。
8.编写测试程序，测试新系统调用。
testcall.c
int main()
{
syscall(259,100); /*259是新添加的系统调用号，100是参数*/
return 0;
}
终端编译gcc testcall.c –o testcall
运行./testcall
查看结果dmesg 会看到输出call number is 100。