HDU操作系统课程设计实验一

实验一：Linux内核编译及添加系统调用

这是一个很简单、基础的实验，只需要看懂源码，然后在源码中稍作修改就行。注意：编译内核花费时间比较长，长则一天，短则2-3小时，如果用虚拟机记得多开机器核心数目（机器核心数目越多越快，但不要超过物理机的核心数目）和内存（内存不足会导致中途编译失败），最好一次成功。

一、设计目的

Linux是开源操作系统，用户可以根据自身系统需要裁剪、修改内核，定制出功能更加合适、运行效率更高的系统，因此，编译Linux内核是进行内核开发的必要基本功。
在系统中根据需要添加新的系统调用是修改内核的一种常用手段，通过本次实验，读者应理解Linux系统处理系统调用的流程以及增加系统调用的方法。

二、内容要求

1、内核修改时有自己标签,用 dmesg验证
2、Linux内核标签(系统启动显示一次)
3、显示当前系统名称和版本的系统调用
4、修改nice和prio值的系统调用功能
5、改变主机名称为自定义字符串的系统调用

三、实验内容

修改Linux内核标签

找到init/main.c中的start_kernel函数，加入一句pr_notice(“学号 姓名”);//pr_notice()用来打印内核日志，可以用dmesg命令查看代码。

添加系统调用

1.分配系统调用号，修改系统调用表
查看系统调用表（arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl），每个系统调用在表中占一个表项，其格式为<系统调用号><commom/64/x32><系统调用名><服务例程入口地址>，在表中为系统调用添加一个系统调用号。
2.申明系统调用服务例程原型
Linux系统调用服务例程的原型声明在文件linux-4.12/include/linux/syscalls.h中，可在文件末尾添加类似asmlinkage long sys_zwhsyscall(void);的系统调用代码。
3.实现系统调用服务例程
下面为新调用编写服务例程，通常添加在sys.c文件中，其完整路径为linux-5.9.1/kernel/sys.c。具体编程思路可以看下面。
4.重新编译内核
5.编写用户态程序测试系统调用

编译内核

1. 在开始完全重新编译之前，需要用makemrproper命令清除残留的.config和.o文件。
2. 运行make menuconfig命令配置内核。
3. 内核配置完成后，执行make命令，开始编译内核。
4. 执行make modules命令，开始编译模块。
5. 执行make modules_install命令，开始安装模块。执行make install命令，开始安装内核。
6. 执行update-grub2命令，自动修改grub引导程序。
7. 执行reboot命令，重启系统。

显示当前系统名称和版本的系统调用

显示当前系统名称和版本的系统调用函数可以参考linux-5.9.1/kernel/sys.c中的newuname函数。
linux-5.9.1的newuname函数（不一定适用于其他版本）
SYSCALL_DEFINEX类型函数的格式：SYSCALL_DEFINEX（函数名，参数变量类型1，参数变量名1,…,…参数变量类型X，参数变量名X），系统调用函数的定义格式。

SYSCALL_DEFINE1(newuname, struct new_utsname __user *, name)
{
   
   
	struct new_utsname tmp;

	down_read(&uts_sem);
	memcpy(&tmp, utsname(), sizeof(tmp));
	up_read(&uts_sem);
	if (copy_to_user(name, &tmp