操作系统实验七 系统调用实验.docx

操作系统实验七——系统调用实验主要目标是让学生深入理解Linux内核中的系统调用机制，包括系统调用的实现框架、用户界面、参数传递、进入和返回过程。实验内容涉及向Linux内核添加一个新的系统调用，即创建一个名为`mycall()`的内核函数，该函数能够获取当前系统时间，其功能类似于`gettimeofday()`。 实验步骤如下： 1. **添加用户系统调用接口和系统调用号**：在`include/unistd.h`中添加新的系统调用声明，定义系统调用号。系统调用号是内核识别不同系统调用的标识。 2. **修改调用总数**：在`kernel/system_call.s`中更新系统调用表的总数，以容纳新增的系统调用。 3. **更新系统调用表**：在`include/linux/sys.h`中，添加`mycall`到系统调用表中，使得内核知道如何处理这个新的调用。 4. **实现系统调用函数**：编写`mycall.c`，其中包含`sys_mycall()`函数，该函数用于读取系统时钟并将其转换为用户可访问的结构体`struct tm`。这里，通过`CMOS_READ()`函数来读取BIOS中的实时钟数据，并进行BCD（二进制编码的十进制）到二进制的转换。 5. **更新Makefile**：为了编译和链接新添加的代码，需要修改`makefile`，确保所有相关文件都被正确地编译和链接。 6. **编写用户空间程序**：创建`exp3-7.c`，在这个示例程序中，定义了`_syscall1()`宏来使用新的系统调用，并在`main()`函数中调用`mycall()`，然后打印出时间。 7. **挂载硬盘和替换头文件**：将修改后的内核头文件替换到实验环境中，可能需要在模拟器中挂载硬盘以使更改生效。 8. **编译和测试**：编译修改后的内核和用户空间程序，然后在模拟环境中运行测试，确保`mycall()`系统调用能够正确获取并显示时间。 需要注意的是，在模拟环境中，模拟的硬件时钟可能与物理机的真实时间有差异，这可能会影响`mycall()`获取的时间准确度。在实际应用中，通常会依赖硬件时钟或内核内部的时间管理机制来获取精确的时间。 这个实验涵盖了操作系统核心概念，如系统调用接口的设计、内核与用户空间的交互、以及如何在内核中实现特定功能。这对于理解操作系统的底层工作原理至关重要，也是操作系统课程中常见的实践环节。