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1、精选优质文档-倾情为你奉上2014级本科操作系统实验报告（实验2）学生姓名曾帅学号 院系软件学院任课教师范国祥实验TAXXX实验地点软件学院三楼实验室实验时间2016年05月19日 星期四实验题目系统接口实验学时2学时实验目的：l 建立对系统调用接口的深入认识；l 掌握系统调用的基本过程；l 能完成系统调用的全面控制；l 为后续实验做准备。实验内容及要求：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）第一个系统调用是iam()，其原型为：int iam(const char * name);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na
2、me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kernel/who.c中实现此系统调用。（2）第二个系统调用是whoami()，其原型为：int whoami(char* name, unsigned int size);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。在kernel/who.c中实现。（3）测试程序：运行添加过新
3、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。最终的运行结果例子：$ ./iam abcdefg$ ./whoamiabcdefg实验过程描述、结果及思考：简要描述实验过程（含操作步骤及看到的结果），关键是向Linux 0.11添加一个系统调用xxxx()的步骤。（1） 修改oslab/linux-0.11/include/linux/sys.h根据Linux调用系统调用的过程，需要把 iam()与whoami()两个函数加到全局变量，和中断函数表中就可以了，中断被调用的时候，先查找中断向量表，找到相应的函数名，调用其函数。分别添加声明到最下面和数组中
4、extern int sys_ssetmask();extern int sys_setreuid();extern int sys_setregid();extern int sys_iam();extern int sys_whoami();fn_ptr sys_call_table = sys_setup, sys_exit, sys_fork, sys_read,sys_write, sys_open, sys_close, sys_waitpid, sys_creat, sys_link,sys_unlink, sys_execve, sys_chdir, sys_time, sys
5、_mknod, sys_chmod,sys_chown, sys_break, sys_stat, sys_lseek, sys_getpid, sys_mount,sys_umount, sys_setuid, sys_getuid, sys_stime, sys_ptrace, sys_alarm,sys_fstat, sys_pause, sys_utime, sys_stty, sys_gtty, sys_access,sys_nice, sys_ftime, sys_sync, sys_kill, sys_rename, sys_mkdir,sys_rmdir, sys_dup, s
6、ys_pipe, sys_times, sys_prof, sys_brk, sys_setgid,sys_getgid, sys_signal, sys_geteuid, sys_getegid, sys_acct, sys_phys,sys_lock, sys_ioctl, sys_fcntl, sys_mpx, sys_setpgid, sys_ulimit,sys_uname, sys_umask, sys_chroot, sys_ustat, sys_dup2, sys_getppid,sys_getpgrp, sys_setsid, sys_sigaction, sys_sgetm
7、ask, sys_ssetmask,sys_setreuid,sys_setregid, sys_iam, sys_whoami ;（2） linux-0.11/kernel/system_call.s需要把nr_system_calls由72改为 74 表示了中断函数的个数。# offsets within sigactionsa_handler = 0sa_mask = 4sa_flags = 8sa_restorer = 12nr_system_calls = 74（3） 修改linux-0.11/include/unistd.h需要把两个自定义函数的宏定义在这里，修改后为#define
8、 _NR_setregid 71#define _NR_iam 72#define _NR_whoami 73（4） 修改Makefile要想让我们添加的kernel/who.c可以和其它Linux代码编译链接到一起，必须要修改Makefile文件。Makefile里记录的是所有源程序文件的编译、链接规则，注释3.6节有简略介绍。我们之所以简单地运行make就可以编译整个代码树，是因为make完全按照Makefile里的指示工作。Makefile在代码树中有很多，分别负责不同模块的编译工作。我们要修改的是kernel/Makefile。需要修改两处。一处是：OBJS = sched.o sys
9、tem_call.o traps.o asm.o fork.o panic.o printk.o vsprintf.o sys.o exit.o signal.o mktime.o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另一处：# Dependencies:exit.s exit.o: exit.c ./include/errno.h ./include/signal.h ./include/sys/t
10、ypes.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改为：# Dependencies:who.s who.o: who.c ./include/linux/kernel.h ./include/unistd.hexit.s exit.o
11、: 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（5） 进入编写环节先编写who.c, who.c 放到linu
12、x-0.11/kernel目录下,在linux-0.11目录执行make all命令，who.c被编译到内核中 who.c#define _LIBRARY_ #include #include #include #include char username64=0; int sys_iam(const char* name) int i = 0; while(get_fs_byte(&namei) != 0) i+; if(i 23) return -EINVAL; i=0; while(1) usernamei = get_fs_byte(&namei); if(usernamei = 0)
13、 break; i+; return i; int sys_whoami(char* name,unsigned int size) int i,len; len = strlen(username); if (size len) return -1; i=0; while(i len) put_fs_byte(usernamei,&namei); i+; return i; iam.c#define _LIBRARY_#include unistd.h#include #include _syscall1(int,iam,const char*,name)int main(int argc,
14、char* argv) iam(argv1); return 0; whoami.c#define _LIBRARY_ #include unistd.h #include #include _syscall2(int, whoami,char*,name,unsigned int,size);int main(int argc ,char *argv) char *username; username = (char *)malloc(sizeof(char)*128); whoami(username,128); printf(%sn,username); free(username);
15、return 0;（6） 将hdc挂载，把写好的unistd.h、whoami.c、iam.c放入oslab/hdc/usr/root文件夹中，再运行run，进入linux0.11，编译whoami.c、iam.c，gcc -o iam iam.c Wall，gcc -o whoami whoami.c -Wall运行并输入参数，检查是否正确，运行正确，实验成功。问题回答：Linux 0.11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？ 答：Linux 0.11内核中用户程序能够向内核最多直接传递三个参数，当然也可以不带参数。为了方便执行，内核源代码在include/unistd文件中定义了宏函数_syscalln(),其中n代表携带的参数个数，可以分别0至3。因此最多可以直接传递3个参数。如果需要传递多个参数，大块数据给内核，则可以传递这块数据的指针值。例如系统调用int read(int fd,char buf,int n)在其宏形式_syscall3(int, read, int, fd, char, buf, int, n)，对于include/unistd中给出的每个系统调用宏，都有2+2*n个参数。其中第一个参数对应系统调用返回值的类型；第2个参数是系统调用的名称；随后是系统调用所携带参数的类型和名称。专心-专注-专业