杭电操作系统实验一--linux内核编译添加系统调用.docx

题目内容：添加一个系统调用，实现对指定进程的nice值得修改或读取功能，并返回进程最新的nice值及优先级prio。 考察的知识点：在系统中根据需要添加新的系统调用。 问题的关键点：添加的系统调用实现对指定进程的nice值得修改或读取功能。 ### 实验目标与知识点 本实验的目标是在Linux内核中添加一个新的系统调用，用于读取或修改指定进程的nice值，并返回最新的nice值及优先级prio。实验旨在加深学生对Linux系统调用机制的理解，熟悉Linux内核源代码结构，掌握添加新系统调用的步骤。 #### 考察的知识点包括： 1. **Linux系统调用的基本原理**：了解Linux系统调用的定义、作用、编号和调用过程。 2. **系统调用号及其分配**：学习如何为新增的系统调用分配一个唯一的系统调用号。 3. **系统调用服务例程的编写**：掌握如何编写以`sys_`为前缀的服务例程，实现系统调用的具体功能。 4. **系统调用参数的有效性检查**：理解在服务例程中如何验证用户传递的参数是否合法有效，尤其是指针有效性检查。 5. **错误处理机制**：了解如何处理系统调用中的错误情况，特别是如何利用`errno`全局变量存储错误码，并通过`perror()`函数输出错误信息。 6. **内核编译配置**：熟悉如何进行内核的编译配置，包括配置文件的编辑、编译命令的使用等。 7. **进程nice值的概念**：了解进程nice值的作用，以及如何通过系统调用来修改或读取进程的nice值。 8. **进程优先级(prio)的影响**：理解进程nice值与优先级之间的关系，以及它们是如何影响进程调度的。 ### 实验具体内容 实验的核心在于实现一个名为`mysetnice`的系统调用。该系统调用需要接受四个参数： 1. `pid_t pid`：目标进程的ID。 2. `int flag`：控制操作类型，值为0时读取nice值，值为1时修改nice值。 3. `int nicevalue`：要设置的新nice值（仅当`flag`为1时有效）。 4. `void __user *prio` 和 `void __user *nice`：分别指向目标进程的优先级prio和nice值的用户空间地址，用于返回这两个值。 系统调用的服务例程原型为： ```c int sys_mysetnice(pid_t pid, int flag, int nicevalue, void __user *prio, void __user *nice); ``` ### 实验步骤概述 1. **系统调用表的修改**：找到系统调用表并为其分配一个未使用的系统调用号。 2. **服务例程的声明与实现**：在合适的头文件中声明`sys_mysetnice`服务例程，在源文件中实现该服务例程的功能。 3. **参数有效性检查**：确保服务例程能够正确地检查用户传递的参数是否合法，尤其是检查用户空间指针的有效性。 4. **错误处理**：当参数检查失败或其他错误发生时，设置适当的`errno`值并返回相应的错误码。 5. **nice值的获取与设置**：根据`flag`值的不同，读取或设置目标进程的nice值。 6. **优先级prio的计算**：根据修改后的nice值计算新的优先级prio。 7. **结果返回**：将最新的优先级prio和nice值通过用户空间指针返回给用户程序。 8. **内核编译与测试**：编译内核并将新添加的系统调用集成进去，然后编写用户程序进行测试。 ### 遇到的问题及解决方案 在实验过程中可能会遇到一些常见问题，例如权限不足、依赖项缺失、内核编译错误等，具体的解决方案如下： 1. **权限不足问题**：可以通过`su`或`sudo -s`命令切换到root用户模式下操作。 2. **依赖项安装问题**：对于无法解析域名等问题，可以通过执行`apt-get update`命令更新软件包索引。 3. **dpkg锁冲突问题**：如果遇到无法锁定管理目录的情况，可以通过`ps -e | grep apt`找出占用锁的进程，并使用`sudo kill <PID>`命令结束这些进程。 4. **内核编译配置问题**：如果内核编译时出现警告或错误，需要仔细检查配置文件中的符号值，确保配置符合要求。 通过以上步骤，可以成功地实现和测试新添加的`mysetnice`系统调用。