实验目标

• 建立对系统调用接口的深入认识；
• 掌握系统调用的基本过程；
• 能完成系统调用的全面控制；
• 为后续实验做准备。 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 
copy

实验内容与结果

修改 include/unistd.h

按照格式添加

(1)按照格式，增加iam和whoami，并编号为72和73，这里的编号即为第2步提及的%eax

#define __NR_iam 72
#define __NR_whoami 73
copy

链接描述 (2) 头文件末尾的地方增加函数声明，原型即为

int iam(const char * name);
int whoami(char* name, unsigned int size);
copy

lib下增加两个api——iam.c和whoami.c

_syscall1(int, iam, const char*, name)
_syscall2(int, whoami,char*,name,unsigned int,size)
copy

###修改 修改 /include/linux/sys.h 添加

extern int sys_iam();
extern int sys_whoami();
copy

在sys_call_table[]中添加

sys_iam,sys_whoami
copy

###修改/kernel/system_call.s 把nr_system_call的值从72改成74 ###修改/kernel/Makefile （1）第一处

OBJS  = sched.o system_call.o traps.o asm.o fork.o \
        panic.o printk.o vsprintf.o sys.o exit.o \
        signal.o mktime.o
copy

改为

OBJS  = sched.o system_call.o traps.o asm.o fork.o \
        panic.o printk.o vsprintf.o sys.o exit.o \
        signal.o mktime.o who.o
copy

就是在末尾添加who.o （2）第二处

### Dependencies:
exit.s exit.o: exit.c ../include/errno.h ../include/signal.h \
  ../include/sys/types.h ../include/sys/wait.h ../include/linux/sched.h \
  ../include/linux/head.h ../include/linux/fs.h ../include/linux/mm.h \
  ../include/linux/kernel.h ../include/linux/tty.h ../include/termios.h \
  ../include/asm/segment.h
copy

在段首添加

 who.s who.o: who.c ../include/linux/kernel.h ../include/unistd.h
copy

添加kernel/who.c文件

#define __LIBRARY__
#include <asm/segment.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include<linux/kernel.h>
char username[64] =  {0};

int sys_iam(char *name)
{
    int i;
    for(i=0; get_fs_byte(name+i)!='\0'; i++);
    if(i>23)
        return -EINVAL;
    for(i=0; (username[i]=get_fs_byte(name+i))!='\0'; i++);
    return i;
}

int sys_whoami(char *name, unsigned int size)
{
    int i;
    for(i=0; username[i] != '\0'; i++);
    if(i>size)
        return -EINVAL;
    for(i=0; username[i] != '\0'; i++)  
        put_fs_byte(username[i], name+i);
    return i;
}
copy

运行oslab目录下的mount-hdc，挂载虚拟硬盘

cp /home/teacher/testlab2.c .
cp /home/teacher/testlab2.sh .
chmod +x testlab2.sh
copy

添加iam.c

#define __LIBRARY__
#include <unistd.h>
_syscall1(int,iam,const char *,name)

int main(int argc, char *argv[])
{
    if(argc<=1)
        return -1;
    if(iam(argv[1])==-1)
        return -1;
    return 0;
}
copy

添加 whoami.c

#define __LIBRARY__
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
_syscall2(int,whoami,char *,name,unsigned int,size)

int main(int argc, char *argv[])
{
    char name[1024];
    if(whoami(name, 23)==-1)
        return -1;
    printf("%s\n", name);
    return 0;
}
copy

拷贝testlab2.c和testlab2.sh

cp /home/teacher/testlab2.c .
cp /home/teacher/testlab2.sh .
chmod +x testlab2.sh
copy

卸载hdc

cd ~/oslab
sudo umount hdc
copy

编译与运行

cd linux-0.11
make
../run
copy

回答问题

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？

• 无序列表

• 无序列表

• 无序列表

1. 有序列表

2. 有序列表

3. 有序列表

最多能传递3个参数，将需要传递的多个参数保存在特定结构的区间中，变成该用户态地址空间的这个区间的首地址作为一个参数传递给系统调用。

用文字简要描述向 Linux 0.11 添加一个系统调用 foo() 的步骤。

• 在在include/unistd.h中定义宏__NR_foo
• 在include/linux/sys.h中添加函数声明extern void sys_foo()，在系统调用入口表fn_ptr末端添加元素sys_foo
• 修改kernel/system_call.s中的nr_system_calls加1
• 修改kernel/Makefile，在OBJS中加入foo.o，并添加生成foo.s、foo.o的依赖规则
• 添加kernel/foo.c文件，实现sys_foo()函数