操作系统作业：给linux系统增加一个系统调用

     前不久开了一门《操作系统》，老师上课留下了一个作业——给Linux系统添加一个系统调用。刚开始只能用一脸懵逼来形容，只能硬着头皮做下去。由于刚的新电脑，所以就没敢装双系统。所以我选择了虚拟机，虚拟机刚开始配置的过程不算特别复杂，网上也有很多教程，于是我看着虚拟机也是一脸懵逼，不知道从何下手，百度得知快捷键Ctr+Alt+T或者右键+终端可以打开终端，于是我试了一下，哇好眼熟，这不就是Windows系统里面那个黑框框吗（命令行）；好像也是可以下手的，于是就这样一边百度一边做着，错了一次改下，改不动了推倒重新来过。终于最终解决了这个问题！

 

    下面部分主要分三个部分：一、系统调用的概念；二、实现系统调用的过程；三、实现过程遇到的问题；四、感受（ps:本人第一次写博客，可能前后内容不太连贯）

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一、系统调用的概念

        Linux内核中设置了一组用于实现各种系统功能的子程序，称为系统调用。用户可以通过系统调用命令在自己的应用程序中调用它们。从某种角度来看，系统调用和普通的函数调用非常相似。区别仅仅在令在自己的应用程序中调用它们。从某种角度来看，系统调用和普通的函数调用非常相似。区别仅仅在于，系统调用由操作系统核心提供，运行于核心态；而普通的函数调用由函数库或用户自己提供，运行于用户态。二者在使用方式上也有相似之处。Linux系统的核心部分即是Linux内核，是一系列设备的驱动程序。系统调用是Linux内核提供的功能十分强大的一系列的函数。这些函数是在内核中实现的，它们是应用程序和内核交互的接口，系统调用在Linux系统中发挥着巨大的作用，如果没有系统调用，那么应用程序就失去了内核的支持。

二、实现系统调用的过程

第一步：获取root权限（即管理员权限）

在终端输入下列指令：

sudo su

注意：获取root权限需要用户输入密码（登陆密码），密码是看不见的，用户只需正确的输入密码即可，回车键结束

示意图如下：

 

第二步：准备工作

1、安装相关编译程序

sudo  apt-getinstallbuild-essentialkernel-package  libncurses5-dev

2、获取内核

（1）从外面将linux-4.16.10.tar拖入到了虚拟机桌面（我用的内核是linux-4.16.10）

    内核的话新版本也是可以的，官网下载或者从别人哪儿拷，指令的话只需要对应的把版本号改一下

（2）下一步就是将该压缩文件移入到/usr/src/文件夹中

sudo mv /peter/home/桌面/linux-4.16.10.tar/usr/src/

注：由于我之前都将这些东西配置好了，所以是这个显示，一个细节，可以通过方向键的上下快速切换历史命令

 

第三步、进入/usr/src解压文件

cd /usr/src

sudo tar -xvf /usr/src/linux-4.16.10.tar.bz2

解压过程如下图所示，如果要确定自己的内核版本，可以在终端输入命令uname -r。解压过程稍长，注意：解压语句可能因为文件地址稍有不同，建议去计算机里面去拷贝路径！

 

第四步：进入解压出的文件目录

cd /usr/src/linux-4.16.10/kernel

 

第五步：安装vim

sudo apt-get install vim

 

第六步：打开sys.c加入函数

vim sys.c

注意：在vim中, i进入编辑, esc退出编辑状态. G跳到末尾, gg进入开头。 :wq保存退出, :q不保存退出)

 

在末尾加入函数

asmlinkage long sys_helloworld(void){

    printk( "helloworld!");

     return 1;

}

 

第七步、添加声明

cd /usr/src/linux-4.16.10/arch/x86/include/asm/

vim syscalls.h

（插入asmlinkage long sys_helloworld(void);）

 

第八步：加一个系统调用的id

cd/usr/src/linux-4.16.10/arch/x86/entry/syscalls

vim syscall_64.tbl

a、进入/usr/src/linux-4.16.10/arch/x86/syscalls目录

b、打开文件syscall_64.tbl（该文件有一个系统调用列表，最前面的属性是id）

c、在里面添加自己的系统调用号（333  64  helloworld           sys_helloworld）

d、使用esc +:wq命令保存退出

 

 

注意：我在任务管理器发现我的VMware workstation是32位的，但我同学用64位成功了！所以我用的是vim syscall_64.tbl，之前试了vim syscall_32.tbl没能成功。所以要以虚拟机为主！！！

 

第九步：配置内核

cd  /usr/src/linux-4.16.10

编译内核和安装内核.

依次输入这四条语句

sudo makemrproper

sudo make clean

sudo makemenuconfig  （并且在make

nfig时，将那个General setup内的localversion修改成新的名称,比如我这里的myKernel）

根据自己处理器的最大线程数目来编译.

sudo make -j4 （我的电脑是4核4线程），线程越多编译越快！

编译过程真的超级超级漫长。。。

注意：　这个时候，终端的窗口最好最大化，否则可能会报错。

 

第十步：安装内核

编译后安装内核到系统中.

sudo makemodules_install  

sudomake install  // 安装内核

这个地方也需要一定的时间，反正编译三个多小时，不差这一会哈哈哈

 第十一步：重启虚拟机

将之前的工作保存后直接重启，重启后点击鼠标进入ubuntu并且迅速按住shift，长按！我的虚拟机直接登陆上了，我同学的好像都有一个选择内核过程，有选择的话，只需要选择新核就OK了！

 

第十二步：验证系统调用是否成功

a、登陆虚拟机

b、打开终端

c、输入下列指令：

(1)gcc hello.c

输入下列代码：

 

(2)./a.out

输出，见证成果的时候到了！！！

返回值为1！！！！！

系统调用成功了！！！！

终于弄完了，明天篮球场走起哈哈

 

三、感受

    作为一个linux小白实现上述过程是很痛苦的，但是真的很想去把这件事做好，一步一步，从什么都不知道到好像懂了一点点，再到可以看懂每行代码的含义，到最后做出成果，刚开始做的时候比较浮躁，到了后面就冷静了。看了20多篇博客，解决各种问题；之前做的时候犯的错误多的数不胜数，后面弄的时候一点点规避和解决，功夫不负有心人，虽然为了这个作业花了我整整一周的精力（本人理解能力较差，周围有的大佬花了几天就弄完了），这次的成功相信可以给我后面进一步学好操作系统的信心，也培养了自己的耐心和攻坚精神。相信自己会继续加油的！

    给读者：排版方面，第一次用CSDN亲自写博客（之前都是看各路大牛的博客），格式没有弄得特别人性化，比如代码没能用特定的代码行来进行排版，但感觉应该不影响阅读，下次会继续改进的，希望下次还可以有东西可以写哈哈哈。如果有关于此篇博客的疑问,欢迎来撩！联系方式：QQ 2729707823 备注CSDN（有时候看见一个问题有人解决了但是没看懂，没办法联系博主就很难受！）