文章目录
- 添加系统调用--内核编译法（centos7 下4.15.10内核）
- 1、【实验目的】
- 2、【实验原理】
- 3、【实验环境】
- 4、【实验方法与步骤】| 请先看完6避坑
- **一、添加新函数**
- **二、更新头文件**
- **三、更新系统调用表**
- **四、重新编译内核**
- 5、【实验记录及数据处理】
- 6、【实验总结与问题讨论】
- **1）做完本实验后的收获？**
- **2）实验中遇到什么问题？如何解决？**
- 7、【拓展实验】
- 1）用模块添加法添加系统调用。
添加系统调用–内核编译法（centos7 下4.15.10内核）
1、【实验目的】
阅读Linux内核源代码，通过添加一个简单的系统调用实验，进一步理解Linux操作系统处理系统调用的统一流程。
2、【实验原理】
Linux操作系统处理系统调用的统一流程。
3、【实验环境】
PC机1台，Windows操作系统和其上的虚拟Linux操作系统。
4、【实验方法与步骤】| 请先看完6避坑
【注：因为在实验过程中，有些部分未能截下步骤的图像，将以文本的形式呈现。】
到官网或者相关下载点下载内核源代码linux-4.15.10.tar.gz，
把源码移动到/usr/src/目录下，然后解压，目录linux-4.15.10里的内容就是版本4.15.10的内核源码树。
一、添加新函数
在/usr/src/linux-4.15.10/kernel/sys.c中,添加一个系统调用函数到内核,命名和功能如下:
compat_sys_mysyscall（）。在现有的系统中添加一个不用传递参数的系统调用，调用这个系统调用，使用户的uid变成0。
asmlinkage 说明参数传递不是靠寄存器，而是靠栈来传递。
这里之后编译的时候报错了，原因是没有task_struct没有uid这个变量（版本原因），故这里修改为如下功能：输出信息。
二、更新头文件
在/usr/src/linux-4.15.10/include/linux/syscalls.h中,添加系统调用号.如下图所示:
三、更新系统调用表
• 在/usr/src/linux4.15.10/arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl中,添加一个系统调用表项，如下图所示:
这里的abi有三种可以填（common、64、x32) ，经过测试发现x32没有效果，故修改成common。
四、重新编译内核
这之后新内核已经‘安装’在了系统中, 只需输入reboot，重启一下系统，用新内核引导。
5、【实验记录及数据处理】
测试验证
① 编辑源代码test.c如下:
② 运行结果如下
6、【实验总结与问题讨论】
1）做完本实验后的收获？
\1. 编译内核比较花时间，需要有耐心，同时可以增加CPU核数，以加快编译过程。
\2. 编译内和比较耗空间，需要提前为虚拟机准备充足的内存。
\3. 添加系统调用：更新系统调用表、更新头文件、添加性函数。要注意不同版本间，存放的地址也会不同；
\4. Printk函数属于内核调用的函数，输出结果不在窗口，需要使用dmesg查看。
\5. 主要是要有耐心，不断去网上查资料，比对，以及不要畏难。
2）实验中遇到什么问题？如何解决？
\1. 查看该centos能够支持的最低版本，不然编译后重启，会出现“kernel too old”的错误；
进入/lib64路径，‘file libc-2.17.so’查看支持的最低内核版本。这里改为4.15.10版本。
\2. 设置虚拟机的配置以及主机的调整；
① 虚拟机CPU根据主机的情况设置，这里我改为4核，方便提高‘make’的执行速度；
② 扩充/boot挂载的分区，以免执行‘make install’时出现“/boot分区空间不足”；
③ 扩充虚拟机内存大小。
④ 主机的D盘（虚拟机所在的磁盘）也要内存。
可以看出内核编译非常占用内存。
D盘空间不足。清理D盘空间，make clean 保留配置文件等，再重新编译即可。
\3. 各种包工具的安装，以免编译内核时停止。【这里我用history查看命令记录】
7、【拓展实验】
自己查阅相关的资料，完成下面的实验：
1）用模块添加法添加系统调用。
\1. 查询syscall_table的地址
\2. 查看可用的系统调用号
从下图知383可用。
\3. 创建执行文件
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/unistd.h>
#include <linux/sched.h>
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
#define SYS_CALL_TABLE_ADDRESS 0x0000000000000000 //sys_call_table对应的地址
#define NUM 383 //系统调用号为383
int orig_cr0; //用来存储cr0寄存器原来的值
unsigned long *sys_call_table_my=0;
static int(*anything_saved)(void); //定义一个函数指针，用来保存一个系统调用
static int clear_cr0(void) //使cr0寄存器的第17位设置为0（内核空间可写）
{
unsigned int cr0=0;
unsigned int ret;
asm volatile("movq %%cr0,%%rax":"=a"(cr0));//将cr0寄存器的值移动到eax寄存器中，同时
输出到cr0变量中
ret=cr0;
cr0&=0xfffffffffffeffff;//将cr0变量值中的第17位清0,将修改后的值写入cr0寄存器
asm volatile("movq %%rax,%%cr0"::"a"(cr0));//将cr0变量的值作为输入，输入到寄存器eax中，同时移动到寄存器cr0中
return ret;
}
static void setback_cr0(int val) //使cr0寄存器设置为内核不可写
{
asm volatile("movq %%rax,%%cr0"::"a"(val));
}
asmlinkage long sys_mycall(void) //定义自己的系统调用
{
printk("模块系统调用-当前pid：%d，当前comm:%s\n",current->pid,current->comm);
printk("hello,xieyixing!\n");
return current->pid;
}
static int __init call_init(void)
{
sys_call_table_my=(unsigned long*)(SYS_CALL_TABLE_ADDRESS);
printk("call_init......\n");
anything_saved=(int(*)(void))(sys_call_table_my[NUM]);//保存系统调用表中的NUM位置上
的系统调用
orig_cr0=clear_cr0();//使内核地址空间可写
sys_call_table_my[NUM]=(unsigned long) &sys_mycall;//用自己的系统调用替换NUM位置上>的系统调用
setback_cr0(orig_cr0);//使内核地址空间不可写
return 0;
}
static void __exit call_exit(void)
{
printk("call_exit......\n");
orig_cr0=clear_cr0();
sys_call_table_my[NUM]=(unsigned long)anything_saved;//将系统调用恢复
setback_cr0(orig_cr0);
}
module_init(call_init);
module_exit(call_exit);
\4. 创建Makefile
\5. 安装内核模块
① Make
**系统调用表的地址在每次出现致命错误后，会发生变化！**因此，在出现致命错误后，除了要修改 asmlinkage 部分的代码，不要忘了再次检查系统调用表地址，并在程序中修改！
Invalid module format:重新make就好了
修改系统调用的地址
② Insmod插入模块
③ 测试
