实验名称：系统调用
实验日期：5月16日
班级：软嵌191
姓名：游金明
学号：1930110795
一、实验目的
1、建立对系统调用接口的深入认识；
2、掌握系统调用的基本过程；
3、能完成系统调用的全面控制；
4、为后续实验做准备。
二、实验环境
本操作系统实验的硬件环境是 IA-32（x86）架构的 PC 机（在实验楼的环境中就是右侧的窗口），主要软件环境是 Bochs + gcc + 你最喜欢的编辑器 / IDE + 你最喜欢的操作系统 + Linux 0.11 源代码。
三、实验内容
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。
四、实验过程及数据记录
**1** 实验环境配置
$ cd /home/shiyanlou/oslab/
$ cp -r /home/teacher/oslab/* ./
复制已经配好的环境。既然我们知道了系统调用的原型，那么就先来编写这两个函数，再~/work/oslab/linux-0.11/kernel下编写who.c程序，实现这两个函数： define __LIBRARY__
include
include
include
include
char string_buf[64]={0};
int sys_iam(const char* name) { printk("debug:iam is called successfully\n");
int i =0;
char char_buf;
while((char_buf=get_fs_byte(name+i)) != '\0' && i<63) { string_buf[i]=char_buf;
i++;
} string_buf[i]='\0';
if(i>23) { errno=EINVAL;
return -1;
} else { return i;
} } int sys_whoami(char* name,unsigned int size) { int i=0; char char_buf; while(i < 23) { char_buf=string_buf[i]; put_fs_byte(char_buf,name+i); i++; } put_fs_byte("\0",name+i); if(string_buf[i] != '\0') { errno = EINVAL; return -1; } else { return i; } }
我们已经知道进系统调用时，应用程序调用的是系统函数库，所以我们需要编写关于这两个函数的系统API。在0.11的lib目录下，已经有一些实现的API，我们可以仿照的创建iam.c: define __LIBRARY__ include _syscall1(int,iam,const char*,name); 再创建whoami.c： define __LIBRARY__ include _syscall2(int,whoami,char*,name,unsigned int,size); 添加系统调用时需要修改include/unistd.h文件，使其包含__NR_whoami和__NR_iam。修改unistd.h文件,第一处修改是添加两行： define __NR_setregid 71 define __NR_iam 72 define __NR_whoami 73 第二处修改是文件的最后： pid_t getpgrp(void); pid_t setsid(void); int iam(const char* name); int whoami(char* name,unsigned int size); #endif 然后再修改~/work/oslab/linux-0.11/include/linux/sys.h，添加： extern int sys_iam(); extern int sys_whoami(); 在文件的最后添加： sys_setregid,sys_iam,sys_whoami 由于我们添加了系统调用，所以必须修改kernel/system_call.s，其中第61行中，将72改为74,代表系统调用总数。 nr_system_calls = 74 1 修改``kernal/MakeFile`文件： 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 1 2 3 ### Dependencies: who.s who.o: who.c ../include/linux/kernel.h ../include/unistd.h 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 在应用程序中,必须要有： define __LIBRARY__ /* 有它，_syscall1等才有效。详见unistd.h */ include /* 有它，编译器才能获知自定义的系统调用的编号 */ _syscall1(int, iam, const char*, name); /* iam()在用户空间的接口函数 */ _syscall2(int, whoami,char*,name,unsigned int,size); /* whoami()在用户空间的接口函数 */ 编写应用程序： user_iam.c define __LIBRARY__ include include include include _syscall1(int, iam, const char*, name); int main(int argc, char *argv[]) { iam(argv[1]); } user_whoami.c define __LIBRARY__ include include include include include _syscall2(int, whoami,char *,name,unsigned int,size); int main(int argc, char *argv[]) { char username[64] = {0}; whoami(username, 24); printf("%s\n", username); return 0; } 编写测试脚本 /#!/bin/bash gcc use_iam.c -o iam gcc use_whoami.c -o whoami ./iam Lizhijun ./whoami 五、实验结果分析
![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1685142-20210516-1621178894167) 六、实验心得而调用系统调用，是调用系统库中为该系统调用编写的一个接口函数，叫API(Application Programming Interface)。API并不能完成系统调用的真正功能，它要做的是去调用真正的系统调用，过程是：应用程序调用函数库（API）； API将系统调用号存入EAX，然后通过中断调用使系统进入内核态；内核中的中断处理函数根据系统调用号，调用对应的内核函数（系统调用）；系统调用完成相应功能，将返回值存入EAX，返回到中断处理函数；中断处理函数返回到API中。 API将EAX返回给应用程序。

“操作系统实验”实验报告