一 、实验目的
- 了解Linux系统调用的工作机制
- 掌握Linux系统调用的实现方法
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二、 实验内容
- 实现一个新的“Hello World”系统调用。
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验证系统调用
- 创建一个用户程序来调用“Hello World”系统调用：
- 将用户程序编译后，放入rootfs.img根文件系统中。
- 启动qemu虚拟机，在虚拟机中运行用户程序。成功时将能看到“Hello World!”在虚拟机终端输出
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三 、实验过程及结果
一、首先在系统调用表中添加新的系统调用编号，如图所示
二、实现系统调用程序文件路径
三、重新编译内核
执行make -j4命令来编译内核，由于之前涉及到makefile，所以这次编译的时间编译的时间比较短
四、验证系统调用
Ⅰ、这一部分的话，在一个文件夹里面添加一个hello.c文件，内容如图所示
Ⅲ、将第二步骤编写出的a.out文件move到根文件系统中，在这之前要把之前的根文件系统重新挂载起来，等到move到根文件系统后再取消挂载。
Ⅳ、启动qemu虚拟机，在虚拟机中运行用户程序
1）在这一步的时候可能会出现login的问题，只要把之前根文件系统的/etc/inittab里面变成::respawn:-/bin/sh ，即可解决有login的问题
2）启动qemu虚拟机，在虚拟机中运行用户程序
思考题：
为了向用户空间写入数据，内核提供了copy_to_user()，他需要三个参数，第一个参数是进程空间中的目的内存地 址，第二个是内核空间内的源地址，第三个参数是需要拷贝的数据的长度（字节数）。
为了从用户空间读取数据，内核提供了copy_from_user()，他和copy_to_user()相似，该函数把第二个参数指定位置上 的数据拷贝到第一个参数指定的位置上，拷贝的数据的长度由第三个参数指定。
如果执行失败，这两个函数返回的都是没能完成拷贝的数据的字节数。如果成功，则返回0。当出现上述错误的时候，系统调用返回标准-EFAULT。
copy_to_user()和copy_from_user()函数都有可能引起阻塞。如果用户空间的数据地址是个非法的地址,或是超出用户 空间的范围，当包含用户数据的页被换出到硬盘上而不是在物理内存上的时候，这种情况就会发生进程就会休眠，知道缺页处理程序将该页从硬盘换回到物理内存。或是那些地址还没有被映射到，都可能对内核产生很大的影响。
如果成功则调用__copy_from_user函数开始拷贝数据了，如果失败的话，就把从to指针指向的内核空间地址到to+size 范围填充
这里先判断要拷贝的字节大小,如果是8,16,32大小的话，则调用__get_user_size来拷贝数据.
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四、总结
系统调用有open，read ，write等。一般的话，使用SYSCALL_DEFINEx来定义系统调用，但是本质上还是sys_xxx的模式。系统调用在用户态，最终都会调用到同样的一组接口，从_syscall0到_syscall6。这一组接口基本都是类似的，只不过向内核传递的参数个数不一样。_syscall后面的数字就代表传递参数的个数。可以看到只有_syscall6多了栈操作，是因为系统调用前5个参数是通过%ebx, %ecx, %edx, %esi, %edi,五个寄存器传递的，超过五个参数，就只能通过栈来传递参数了，实验做完之后了解了linux系统的调用过程，以及用户空间写入数据和读出数据的过程。