实验要求
掌握Linux 内核的编译与安装掌握Linux 系统调用基本概念设计和添加linux系统调用（1）修改或返回指定进程的优先级（nice值和prio值）（详见教材P328）提示：可能参考的内核函数：set_user_nice().
（2）改变主机名称为自定义字符串（自选题目）
1、Linux 内核的编译与安装 (使用华为云，完成openEuler内核的编译与安装)
（1）登录系统并查看当前内核版本
[root@openEuler ~]# uname -r
（2）安装工具，构建开发环境
[root@openEuler ~]# yum group install -y "Development Tools"
[root@openEuler ~]# yum install -y bc
[root@openEuler ~]# yum install -y openssl-devel
（3）备份boot目录以防后续步骤更新内核失败
[root@openEuler ~]# tar czvf boot.origin.tgz /boot/
保存当前内核版本信息
[root@openEuler ~]# uname –r > uname_r.log
（4）获取内核源代码并解压
[root@openEuler ~]# wget /openeuler/kernel/repository/archive/kernel-4.19.zip
[root@openEuler ~]# unzip kernel-4.19.zip
（5）编译内核
[root@openEuler ~]# cd kernel-kernel-4.19
[root@openEuler kernel]# make openeuler_defconfig
[root@openEuler kernel]# make -j4 Image modules dtbs
这一步是编译内核的Image、modules和dtbs，make -j 4表示4个线程编译（可以根据CPU核数调整）
（6）安装内核
[root@openEuler kernel]# make modules_install
[root@openEuler kernel]# make install
注意：在最后一步“make install”时出现的错误在这里可以忽略。
（7）以VNC登录ECS
（8）重启系统
[root@openEuler kernel]# reboot
（9）登录并验证
在VNC窗口中选择以新编译出来的内核启动系统
这里编译完以后已经有了4.19.208版本的新内核，选择该内核登录
2、掌握Linux 系统调用基本概念
Linux系统处理系统调用的流程以及增加系统调用的方法。Linux系统提供了多达几百种的系统调用，为了唯一地标识每一个系统调用，Linux为每个系统调用都设置了一个唯一的编号，称为系统调用号，同时每个系统调用需要一个服务例程完成其具体功能。
这里不做过多描述。
（重点是怎么添加系统调用！！！）
阅读教材7.2.3节Linux 添加系统调用的步骤，添加一个新的系统调用，通过内核打印调试语句printk打印自己的学号。
cd kernel-kernel-4.19 进入文件夹viminclude/uapi/asm-generic/unistd.h 修改及添加系统调用号（注意系统调用号不能随意加，只能一次加1）
#define __NR_hello_euler 294__SYSCALL(__NR_hello_euler, sys_hello_euler)#undef __NR_syscalls#define __NR_syscalls 295
vim include/linux/syscalls.h 添加代码申明系统调用服务例程
asmlinkage long sys_hello_euler(void);
vimkernel/sys.c实现系统调用服务例程
SYSCALL_DEFINE0(hello_euler){printk(KERN_INFO "xuehao:20273108");return 0;}
重新编译，安装内核配置内核：make openeuler_defconfig编译内核：make -j4 Image modules dtbs
安装模块：make modules_install
安装内核：make install
立即重启：reboot （重启后进入新内核）
重启后
cd kernel-kernel-4.19 进入文件夹
vim testhello.c编写测试代码testhello.c
#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <sys/syscall.h>int main(){ret = syscall(294); return 0;}
编译 gcc testhello.c输入 ls ，会发现出现了a.out 文件(在使用gcc编程时，没有指定输入可执行文件名，默认生成可执行文件a.out文件。) 执行./a.out输入 dmesg 查看结果（成功输出学号~）
3、设计和添加linux系统调用
（1）修改或返回指定进程的优先级（nice值和prio值）（详见教材P328）提示：可能参考的内核函数：set_user_nice().
viminclude/uapi/asm-generic/unistd.h 修改及添加系统调用号
#define __NR_mysetnice 295__SYSCALL(__NR_mysetnice,sys_mysetnice)注意下面的 #define __NR_syscalls 295 要变成 #define __NR_syscalls 296
vim include/linux/syscalls.h 添加代码申明系统调用服务例程
asmlinkage long sys_mysetnice(pid_t pid,int flag,int nicevalue,void __user*prio,void __user*nice);
vimkernel/sys.c实现系统调用服务例程
SYSCALL_DEFINE5(mysetnice,pid_t,pid,int,flag,int,nicevalue,void __user*,prio,void __user*,nice){int n;int p;struct pid * kpid;struct task_struct * task;kpid = find_get_pid(pid);/*得到pid */task = pid_task(kpid, PIDTYPE_PID);/* 返回task_struct */n = task_nice(task);/* 返回进程当前nice值 */p = task_prio(task);/*返回进程当前prio值*/if(flag == 1){set_user_nice(task, nicevalue);/* 修改进程nice值 */n = task_nice(task);/*重新取得进程nice值*/p = task_prio(task);/*重新取得进程prio值*/copy_to_user(nice,&n,sizeof(n));/*将nice值拷贝到用户空间*/copy_to_user(prio,&p,sizeof(p));/*将prio值拷贝到用户空间*/return 0; }else if(flag == 0){copy_to_user(nice,&n,sizeof(n));/*将nice值拷贝到用户空间*/copy_to_user(prio,&p,sizeof(p));/*将prio值拷贝到用户空间*/return 0;}return EFAULT;}
同上，重新编译安装内核配置内核：make openeuler_defconfig编译内核：make -j4 Image modules dtbs
安装模块：make modules_install
安装内核：make install
立即重启：reboot （重启后进入新内核）
cd kernel-kernel-4.19 进入文件夹vim my_setnice.c编写测试代码my_setnice.c
#define _GNU_SOURCE#include<unistd.h>#include<sys/syscall.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>int main(){pid_t pid;int nicevalue;int flag;int n=0;int p=0;int *prio;int *nice;prio = &p;nice = &n;printf("请输入pid: \n");scanf("%d",&pid);printf("pid输入成功\n请输入nice值:\n");scanf("%d",&nicevalue);printf("nice输入成功\n请输入flag(flag为1时修改,为0时查看):\n");scanf("%d",&flag);syscall(295,pid,flag,nicevalue,prio,nice);printf("现在的nice为%d,prio为%d\n",n,p);return 0;}
gcc my_setnice.c./a.out
（2）改变主机名称为自定义字符串（自选题目）
viminclude/uapi/asm-generic/unistd.h 修改及添加系统调用号
#define __NR_mysethostname 296__SYSCALL(__NR_mysethostname,sys_mysethostname)同理，下面的 #define __NR_syscalls 296 要变成 #define __NR_syscalls 297
vim include/linux/syscalls.h 添加代码申明系统调用服务例程
asmlinkage long sys_mysethostname(char __user *name, int len);
vimkernel/sys.c实现系统调用服务例程
SYSCALL_DEFINE2(mysethostname, char __user *, name, int, len){int errno;char tmp[__NEW_UTS_LEN]; /*__NEW_UTS_LEN=64*/if(len<0 || len>__NEW_UTS_LEN)return -EINVAL;errno = -EFAULT;if(!copy_from_user(tmp, name, len)) /*copy_from_user将name指向的字符串从用户空间拷贝到内核空间，失败返回没有被拷贝的字节数，成功返回0*/{struct new_utsname *u;down_write(&uts_sem); /*写者使用该函数来得到读写信号量sem，它会导致调用者睡眠，只能在进程上下文使用,用于获取Linux内核读写信号量中的写锁*/u = utsname(); /*获取当前内核名称和其它信息，成功执行时，返回0。失败返回-1，errno被设为EFAULT，表示buf无效*/memcpy(u->nodename, tmp, len); /*从源内存地址的起始位置开始拷贝若干个字节到目标内存地址中*/memset(u->nodename + len, 0, sizeof(u->nodename)- len);errno = 0;uts_proc_notify(UTS_PROC_HOSTNAME); /*使用UTS namespace隔离hostname*/up_write(&uts_sem); /*释放写锁*/}return errno;}
同上重新编译内核
cd kernel-kernel-4.19 进入文件夹vim sethostname.c编写测试代码sethostname.c
#define _GUN_SOURCE#include<unistd.h>#include<sys/syscall.h>#include<stdio.h>int main(){syscall(296,"xjyxjy",6);return 0;}
gcc sethostname.c./sethostname输入命令hostname或者重新在终端上连接ssh，即可看到主机名已经成功更换
4、实验总结
（1）大家做实验之前看教程一定要搞清楚是x86还是arm架构的呀！！！我就是在这上面栽跟头了重建了三四次华为云
（2）如果用VNC登陆时出现以下报错，那么恭喜你，多半是你的内核崩了~我的老师说，只要你手速够快，在重启虚拟机的时候立马用VNC重新登陆是可以进去的，但是我没成功过，只能重建了n次云主机。
（3）虽然老师给的实验报告里要求VNC登录，但我个人建议使用cloudshell来执行命令。
（4）在验收的时候，被老师冷不丁问了系统调用里的函数的意义和用法，直接栽跟头了。我会在下面po出一部分内部函数的意义及用法。
1.find_get_pid(pid)
find_get_pid 在内核中有不同的命名空间，在各自的命名空间同一个进程pid值可能是不一样的，find_get_pid为了找到在内核态中的我们寻找进程真正的pid
2.set_user_nice(task, nicevalue)
用于设置进程的nice值
3.copy_to_user（）
完成内核空间到用户空间的复制，To 目标地址，这个地址是用户空间的地址；From 源地址，这个地址是内核空间的地址； N 将要拷贝的数据的字节数。
如果数据拷贝成功，则返回零；否则，返回没有拷贝成功的数据字节数。
4.copy_from_user（）
copy_from_user将name指向的字符串从用户空间拷贝到内核空间，失败返回没有被拷贝的字节数，成功返回0。
5.down_write（）
函数down_write()是写者用来得到读写信号量sem时调用的，如果该信号量被读者或写者所持有，则对该函数的调用会导致调用者的睡眠，只能在进程上下文使用,用于获取Linux内核读写信号量中的写锁。
6.memcpy(str1, str2, n)
从存储区str2复制n个字节到存储区str1。
