操作系统实验 2 系统调用.docx

操作系统实验报告——系统调用详解 本实验旨在深入理解系统调用接口，掌握系统调用的基本过程，并能够全面控制系统调用，为后续的实验学习打下基础。实验内容主要涉及在Linux 0.11操作系统上添加新的系统调用，并编写测试程序验证其功能。 1. 系统调用iam() iam()系统调用接收一个字符串参数name，将其内容拷贝到内核空间中。函数原型为`int iam(const char *name)`，要求name的长度不超过23个字符。如果超过限制，系统调用返回-1，并设置errno为EINVAL。iam()在kernal/who.c中实现。 2. 系统调用whoami() whoami()系统调用用于将iam()保存在内核中的名字拷贝回用户空间，其原型为`int whoami(char* name, unsigned int size)`。它会检查是否越界访问name内存，如果size不足，则返回-1并设置errno为EINVAL。同样在kernal/who.c中实现。 3. 测试程序 实验中需要编写两个测试程序iam.c和whoami.c，分别用于测试iam()和whoami()的正确性。在运行添加了新系统调用的Linux 0.11环境中执行这些程序。 4. Linux 0.11系统调用参数限制 Linux 0.11系统调用最多可以传递四个参数，分别是通过ebx、ecx、edx和eax寄存器传递。如果需要传递更多参数，可以考虑通过内存地址（如数组）传递，利用寄存器间接寻址来扩展参数数量。 5. 添加新系统调用的步骤 - 在include/unistd.h中添加用户系统调用接口和系统调用号。 - 修改kernel/system_call.s中的调用总数。 - 更新include/linux/sys.h中的函数调用表。 - 在相应源文件中实现新系统调用函数。 - 修改makefile以编译并替换内核。 - 使用系统调用宏编写用户接口。 6. 实验步骤 - 第一步，修改include/unistd.h，添加新系统调用的声明。 - 第二步，更新kernel/system_call.s，增加系统调用的计数。 - 第三步，编辑include/linux/sys.h，将新系统调用添加到系统调用表中。 - 第四步，实现系统调用函数，如实验中的sys_iam()和sys_whoami()。 - 第五步，修改makefile，确保新添加的源文件能够被编译进内核。 - 第六步，编写测试程序iam.c和whoami.c，使用系统调用宏调用新添加的系统调用。 通过这个实验，我们可以深入理解系统调用的工作原理，包括如何在内核中实现系统调用，以及如何在用户空间调用这些系统调用。这为后续更复杂的操作系统编程任务奠定了坚实的基础。同时，实验也强调了系统调用参数限制的处理方法，以及安全性的考虑，例如防止内存越界访问。