杭電操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一 --- Linux內(nèi)核編譯及添加系統(tǒng)調(diào)用（arm架構(gòu)華為云)

這篇具有很好參考價(jià)值的文章主要介紹了杭電操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一 --- Linux內(nèi)核編譯及添加系統(tǒng)調(diào)用（arm架構(gòu)華為云)。希望對大家有所幫助。如果存在錯(cuò)誤或未考慮完全的地方，請大家不吝賜教，您也可以點(diǎn)擊"舉報(bào)違法"按鈕提交疑問。

實(shí)驗(yàn)要求?

掌握Linux 內(nèi)核的編譯與安裝

掌握Linux 系統(tǒng)調(diào)用基本概念

設(shè)計(jì)和添加linux系統(tǒng)調(diào)用

????????（1）修改或返回指定進(jìn)程的優(yōu)先級（nice值和prio值）（詳見教材P328）提示：可能參考的內(nèi)核函數(shù)：set_user_nice().

????????（2）改變主機(jī)名稱為自定義字符串（自選題目）

?1、Linux 內(nèi)核的編譯與安裝? ?(使用華為云，完成openEuler內(nèi)核的編譯與安裝)

（1）登錄系統(tǒng)并查看當(dāng)前內(nèi)核版本

[root@openEuler ~]# uname -r

?（2）安裝工具，構(gòu)建開發(fā)環(huán)境

[root@openEuler ~]# yum group install -y "Development Tools"

[root@openEuler ~]# yum install -y bc

[root@openEuler ~]# yum install -y openssl-devel

（3）備份boot目錄以防后續(xù)步驟更新內(nèi)核失敗

[root@openEuler ~]# tar czvf boot.origin.tgz /boot/

保存當(dāng)前內(nèi)核版本信息

[root@openEuler ~]# uname –r > uname_r.log

（4）獲取內(nèi)核源代碼并解壓

[root@openEuler ~]# wget https://gitee.com/openeuler/kernel/repository/archive/kernel-4.19.zip

[root@openEuler ~]# unzip kernel-4.19.zip

（5）編譯內(nèi)核

?[root@openEuler ~]# cd kernel-kernel-4.19

[root@openEuler kernel]# make openeuler_defconfig

[root@openEuler kernel]# make -j4 Image modules dtbs

這一步是編譯內(nèi)核的Image、modules和dtbs，make -j 4表示4個(gè)線程編譯（可以根據(jù)CPU核數(shù)調(diào)整）

?（6）安裝內(nèi)核

[root@openEuler kernel]# make modules_install

[root@openEuler kernel]# make install

注意：在最后一步“make install”時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤在這里可以忽略。

（7）以VNC登錄ECS

（8）重啟系統(tǒng)

[root@openEuler kernel]# reboot

?（9）登錄并驗(yàn)證

在VNC窗口中選擇以新編譯出來的內(nèi)核啟動系統(tǒng)

?這里編譯完以后已經(jīng)有了4.19.208版本的新內(nèi)核，選擇該內(nèi)核登錄

2、掌握Linux 系統(tǒng)調(diào)用基本概念?

Linux系統(tǒng)處理系統(tǒng)調(diào)用的流程以及增加系統(tǒng)調(diào)用的方法。Linux系統(tǒng)提供了多達(dá)幾百種的系統(tǒng)調(diào)用，為了唯一地標(biāo)識每一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用，Linux為每個(gè)系統(tǒng)調(diào)用都設(shè)置了一個(gè)唯一的編號，稱為系統(tǒng)調(diào)用號，同時(shí)每個(gè)系統(tǒng)調(diào)用需要一個(gè)服務(wù)例程完成其具體功能。

這里不做過多描述。

（重點(diǎn)是怎么添加系統(tǒng)調(diào)用！?。。?/p>

閱讀教材7.2.3節(jié)Linux 添加系統(tǒng)調(diào)用的步驟，添加一個(gè)新的系統(tǒng)調(diào)用，通過內(nèi)核打印調(diào)試語句printk打印自己的學(xué)號。

cd kernel-kernel-4.19 進(jìn)入文件夾

vim?include/uapi/asm-generic/unistd.h 修改及添加系統(tǒng)調(diào)用號（注意系統(tǒng)調(diào)用號不能隨意加，只能一次加1）

#define __NR_hello_euler 294
__SYSCALL(__NR_hello_euler, sys_hello_euler)

#undef __NR_syscalls
#define __NR_syscalls 295

?vim include/linux/syscalls.h 添加代碼申明系統(tǒng)調(diào)用服務(wù)例程

asmlinkage long sys_hello_euler(void);

?vim?kernel/sys.c?實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用服務(wù)例程

SYSCALL_DEFINE0(hello_euler)
{
	printk(KERN_INFO "xuehao:20273108");
	return 0;
}

重新編譯，安裝內(nèi)核

配置內(nèi)核：make openeuler_defconfig
編譯內(nèi)核：make -j4 Image modules dtbs
安裝模塊：make modules_install
安裝內(nèi)核：make install
立即重啟：reboot? ?（重啟后進(jìn)入新內(nèi)核）

重啟后

cd kernel-kernel-4.19 進(jìn)入文件夾

vim testhello.c??編寫測試代碼testhello.c

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/syscall.h>

int main()
{
    ret = syscall(294);    
    return 0;
}

?編譯 gcc testhello.c

輸入 ls ，會發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了a.out 文件(在使用gcc編程時(shí)，沒有指定輸入可執(zhí)行文件名，默認(rèn)生成可執(zhí)行文件a.out文件。)

? 執(zhí)行?./a.out

輸入 dmesg 查看結(jié)果（成功輸出學(xué)號~）

3、設(shè)計(jì)和添加linux系統(tǒng)調(diào)用?

（1）修改或返回指定進(jìn)程的優(yōu)先級（nice值和prio值）（詳見教材P328）提示：可能參考的內(nèi)核函數(shù)：set_user_nice().

vim?include/uapi/asm-generic/unistd.h 修改及添加系統(tǒng)調(diào)用號
#define __NR_mysetnice 295
__SYSCALL(__NR_mysetnice,sys_mysetnice)
注意下面的? #define __NR_syscalls 295 要變成? #define __NR_syscalls 296

??vim include/linux/syscalls.h 添加代碼申明系統(tǒng)調(diào)用服務(wù)例程
asmlinkage long sys_mysetnice(pid_t pid,int flag,int nicevalue,void __user*prio,void __user*nice);

??vim?kernel/sys.c?實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用服務(wù)例程

SYSCALL_DEFINE5(mysetnice,pid_t,pid,int,flag,int,nicevalue,void __user*,prio,void __user*,nice)
{
	int n;
	int p;
	struct pid * kpid;
	struct task_struct * task;
	kpid = find_get_pid(pid);/*得到pid */
	task = pid_task(kpid, PIDTYPE_PID);/* 返回task_struct */
	n = task_nice(task);/* 返回進(jìn)程當(dāng)前nice值 */
	p = task_prio(task);/*返回進(jìn)程當(dāng)前prio值*/
	if(flag == 1)
	{
		set_user_nice(task, nicevalue);/* 修改進(jìn)程nice值 */
		n = task_nice(task);/*重新取得進(jìn)程nice值*/
		p = task_prio(task);/*重新取得進(jìn)程prio值*/
		copy_to_user(nice,&n,sizeof(n));/*將nice值拷貝到用戶空間*/
		copy_to_user(prio,&p,sizeof(p));/*將prio值拷貝到用戶空間*/
		return 0;  
	}
	else if(flag == 0)
	{
		copy_to_user(nice,&n,sizeof(n));/*將nice值拷貝到用戶空間*/
		copy_to_user(prio,&p,sizeof(p));/*將prio值拷貝到用戶空間*/
		return 0;
	}
	return EFAULT;
}

同上，重新編譯安裝內(nèi)核?

配置內(nèi)核：make openeuler_defconfig
編譯內(nèi)核：make -j4 Image modules dtbs
安裝模塊：make modules_install
安裝內(nèi)核：make install
立即重啟：reboot? ?（重啟后進(jìn)入新內(nèi)核）

cd kernel-kernel-4.19 進(jìn)入文件夾
vim my_setnice.c??編寫測試代碼my_setnice.c

#define _GNU_SOURCE
#include<unistd.h>
#include<sys/syscall.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
	pid_t pid;
	int nicevalue;
	int flag;
	int n=0;
	int p=0;
	int *prio;
	int *nice;
	prio = &p;
	nice = &n;
	printf("請輸入pid: \n");
	scanf("%d",&pid);
	printf("pid輸入成功\n請輸入nice值:\n");
	scanf("%d",&nicevalue);
	printf("nice輸入成功\n請輸入flag(flag為1時(shí)修改,為0時(shí)查看):\n");
	scanf("%d",&flag);
	syscall(295,pid,flag,nicevalue,prio,nice);
	printf("現(xiàn)在的nice為%d,prio為%d\n",n,p);
	return 0;
}

gcc my_setnice.c

./a.out?

?（2）改變主機(jī)名稱為自定義字符串（自選題目）

?vim?include/uapi/asm-generic/unistd.h 修改及添加系統(tǒng)調(diào)用號
#define __NR_mysethostname 296
__SYSCALL(__NR_mysethostname,sys_mysethostname)
同理，下面的? #define __NR_syscalls 296 要變成? #define __NR_syscalls 297

?vim include/linux/syscalls.h 添加代碼申明系統(tǒng)調(diào)用服務(wù)例程
asmlinkage long sys_mysethostname(char __user  *name, int len);

?vim?kernel/sys.c?實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用服務(wù)例程

SYSCALL_DEFINE2(mysethostname, char __user *, name, int, len)
{
    int errno;
    char tmp[__NEW_UTS_LEN];  /*__NEW_UTS_LEN=64*/
    if(len<0 || len>__NEW_UTS_LEN)
        return -EINVAL;
 		   errno = -EFAULT;
    if(!copy_from_user(tmp, name, len))  /*copy_from_user將name指向的字符串從用戶空間拷貝到內(nèi)核空間，失敗返回沒有被拷貝的字節(jié)數(shù)，成功返回0*/
	{
		struct new_utsname *u;
		down_write(&uts_sem); /*寫者使用該函數(shù)來得到讀寫信號量sem，它會導(dǎo)致調(diào)用者睡眠，只能在進(jìn)程上下文使用,用于獲取Linux內(nèi)核讀寫信號量中的寫鎖*/
		u = utsname(); /*獲取當(dāng)前內(nèi)核名稱和其它信息，成功執(zhí)行時(shí)，返回0。失敗返回-1，errno被設(shè)為EFAULT，表示buf無效*/
		memcpy(u->nodename, tmp, len); /*從源內(nèi)存地址的起始位置開始拷貝若干個(gè)字節(jié)到目標(biāo)內(nèi)存地址中*/
		memset(u->nodename + len, 0, sizeof(u->nodename)- len);
		errno = 0;
		uts_proc_notify(UTS_PROC_HOSTNAME); /*使用UTS namespace隔離hostname*/
		up_write(&uts_sem); /*釋放寫鎖*/
	}
	return errno;
}

同上重新編譯內(nèi)核?

cd kernel-kernel-4.19 進(jìn)入文件夾

vim sethostname.c??編寫測試代碼sethostname.c
#define _GUN_SOURCE
#include<unistd.h>
#include<sys/syscall.h>
#include<stdio.h>
int main()
{
	syscall(296,"xjyxjy",6);
	return 0;
}

gcc sethostname.c

./sethostname

輸入命令hostname或者重新在終端上連接ssh，即可看到主機(jī)名已經(jīng)成功更換

?4、實(shí)驗(yàn)總結(jié)

（1）大家做實(shí)驗(yàn)之前看教程一定要搞清楚是x86還是arm架構(gòu)的呀?。?！我就是在這上面栽跟頭了重建了三四次華為云

（2）如果用VNC登陸時(shí)出現(xiàn)以下報(bào)錯(cuò)，那么恭喜你，多半是你的內(nèi)核崩了~我的老師說，只要你手速夠快，在重啟虛擬機(jī)的時(shí)候立馬用VNC重新登陸是可以進(jìn)去的，但是我沒成功過，只能重建了n次云主機(jī)。

杭電操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一 --- Linux內(nèi)核編譯及添加系統(tǒng)調(diào)用（arm架構(gòu)華為云) ?

（3）雖然老師給的實(shí)驗(yàn)報(bào)告里要求VNC登錄，但我個(gè)人建議使用cloudshell來執(zhí)行命令。

（4）在驗(yàn)收的時(shí)候，被老師冷不丁問了系統(tǒng)調(diào)用里的函數(shù)的意義和用法，直接栽跟頭了。我會在下面po出一部分內(nèi)部函數(shù)的意義及用法。

1.find_get_pid(pid)

find_get_pid 在內(nèi)核中有不同的命名空間，在各自的命名空間同一個(gè)進(jìn)程pid值可能是不一樣的，find_get_pid為了找到在內(nèi)核態(tài)中的我們尋找進(jìn)程真正的pid

2.set_user_nice(task, nicevalue)

用于設(shè)置進(jìn)程的nice值

3.copy_to_user（）

完成內(nèi)核空間到用戶空間的復(fù)制，To 目標(biāo)地址，這個(gè)地址是用戶空間的地址；From 源地址，這個(gè)地址是內(nèi)核空間的地址； N 將要拷貝的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。
如果數(shù)據(jù)拷貝成功，則返回零；否則，返回沒有拷貝成功的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。

4.copy_from_user（）

copy_from_user將name指向的字符串從用戶空間拷貝到內(nèi)核空間，失敗返回沒有被拷貝的字節(jié)數(shù)，成功返回0。

5.down_write（）

函數(shù)down_write()是寫者用來得到讀寫信號量sem時(shí)調(diào)用的，如果該信號量被讀者或?qū)懻咚钟校瑒t對該函數(shù)的調(diào)用會導(dǎo)致調(diào)用者的睡眠，只能在進(jìn)程上下文使用,用于獲取Linux內(nèi)核讀寫信號量中的寫鎖。

6.memcpy(str1, str2,? n)?

從存儲區(qū)?str2?復(fù)制?n?個(gè)字節(jié)到存儲區(qū)?str1。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-419615.html

到了這里，關(guān)于杭電操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一 --- Linux內(nèi)核編譯及添加系統(tǒng)調(diào)用（arm架構(gòu)華為云)的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！