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操作系统原理上机试验 1 ​

文章信息

Written by Q-thrive in 2025.3.27

Reprinted by Bolaxious , Reproduction is permitted by permission

添加系统调用 ​

  • int Max(int , int, int ) ;
  • int GetPID( );
  • char * GetCMD( );

修改文件

  • ID：/usr/src/linux-6.2/arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl

  • 系统调用函数声明：/usr/src/linux-6.2/include/linux/syscalls.h

  • 系统调用：/usr/src/linux-6.2/kernel/sys.c

  • ID声明：/usr/src/linux-6.2/include/uapi/asm-generic/unistd.h

注意事项：

  • 本教程在操作系统课后实践作业1的基础上进行
  • 请确保在原系统内核中进行下列操作
  • 下列操作均在/usr/src/linux-6.2文件夹的终端中进行
  • 插入的代码均在文件底部
  • 在编辑界面Shift+G可以快速到达文件底部

一、更新系统调用表 ​

  • 打开syscall_64.tbl
    sudo vim arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl

  • 添加系统调用
    alt text 根据文件内容，可以将调用接在547号系统调用后面（使用insert）

    c
    548   64  Max            sys_Max
549   64  GetPID         sys_GetPID
550   64  GetCMD         sys_GetCMD

    alt text

  • 保存文件
    按下ESC再按下:输入wq回车退出（后续不再赘述）

二、更新头文件（函数声明） ​

  • 打开syscalls.h
    sudo vim include/linux/syscalls.h

  • 插入声明

    c
    asmlinkage long sys_Max(int a,int b,int c);
asmlinkage long sys_GetPID(void);
asmlinkage long sys_GetCMD(void);

    alt text

  • 保存文件

三、添加系统调用 ​

  • 打开sys.c
    sudo vim kernel/sys.c

  • 添加函数

    c
    SYSCALL_DEFINE3(Max,int,a,int,b,int,c)
{
  if(a>b) b=a;
  if(b>c) c=b;
  return c;
}
SYSCALL_DEFINE0(GetPID)
{
  return current->pid;
}
SYSCALL_DEFINE0(GetCMD)
{
  printk("Program:%s\n" , current ->comm) ;
  return 0;
}

    alt text

  • 保存文件

四、更新ID声明 ​

  • 打开unistd.h
    sudo vim include/uapi/asm-generic/unistd.h
  • 添加声明
    c
    #define __NR_Max 548
SYSCALL(__NR_Max, sys_Max)

#define __NR_GetPID 549
SYSCALL(__NR_GetPID, sys_GetPID)

#define __NR_GetCMD 550
SYSCALL(__NR_GetCMD, sys_GetCMD)
    alt text

五、再次编译 ​

  • 清除旧编译文件

    shell
    sudo make mrproper
sudo make clean
sudo make menuconfig

    完成后直接保存退出

  • 检查.config文件
    sudo vim .configalt text
    发现此处引号有内容，需要清除，然后保存（没有的话直接退出）

  • 安装模块
    sudo make modules_install

六、清除旧内核文件 ​

  • 检查内核文件
    ls /boot
    alt text
  • 删除旧内核文件
    sudo rm /boot/config-6.2.0 /boot/initrd.img-6.2.0 /boot/System.map-6.2.0 /boot/vmlinuz-6.2.0
    alt text

七、使用新内核 ​

  • 安装内核sudo make install
    alt text
  • 更新引导程序
    sudo update-grub
  • 重启
    sudo reboot now
  • 检查当前内核
    在桌面打开终端 uname -r
    alt text

如果重启后不是新内核，请再次重启，并在重启过程中一直按ESC键，直到出现如下界面

alt text
向下选择Advanced options

alt text
然后选择新内核回车启动即可

八、测试新增的系统调用 ​

  • 创建文件
    仍在桌面终端进行
    sudo vim test.c
  • insert输入
    c
    #include <unistd.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <stdio. h>
int main()
{
  long a,b;

  a = syscall(548,8,95,56) ;
  printf("8 95 56中的最大值是: %ld\n",a);

  b = syscall(549);
  printf("当前进程id: %ld\n",b);

  syscall(550); // 由于printk，此处不会在终端输出
}
    alt text
  • 编译运行
    sudo gcc -o test test.c 
sudo ./test
    alt text
  • 查看程序名称
    sudo dmesg -wH | grep "test"
    alt text

九、可能出现的错误 ​

  • 内核安装失败
    alt text
    解决方式

    先删除旧内核文件后再安装

  • 没有规则可制作目标
    alt text解决方式

    删除.config文件中的两处引号内容
    alt text

编写“算命大师”脚本程序 ​

  • 写入脚本sudo vim fortune.sh
    bash
    #!/bin/bash

# 设置颜色
RED='\033[0;31m'
GREEN='\033[0;32m'
YELLOW='\033[0;33m'
NC='\033[0m' # 无颜色

# 生肖数组（按顺序对应0-11）
zodiac_animals=("猴" "鸡" "狗" "猪" "鼠" "牛" "虎" "兔" "龙" "蛇" "马" "羊")

# 星座日期范围
constellations=(
    "摩羯座:12-22,1-19"   "水瓶座:1-20,2-18"   "双鱼座:2-19,3-20"
    "白羊座:3-21,4-19"    "金牛座:4-20,5-20"   "双子座:5-21,6-21"
    "巨蟹座:6-22,7-22"    "狮子座:7-23,8-22"   "处女座:8-23,9-22"
    "天秤座:9-23,10-23"   "天蝎座:10-24,11-22" "射手座:11-23,12-21"
)

# 欢迎界面
echo -e "${YELLOW}***********************************************"
echo "          欢迎来到算命大师 v1.0"
echo "  输入格式：YYYY-MM-DD 或 YYYY/MM/DD 或 YYYYMMDD"
echo "          输入exit退出程序"
echo -e "***********************************************${NC}"

# 日期验证函数
validate_date() {
    local date_str=$1
    # 支持多种分隔符和纯数字格式
    if [[ $date_str =~ ^([0-9]{4})([-/]?)([0-9]{2})\2([0-9]{2})$ ]]; then
        year=${BASH_REMATCH[1]}
        month=${BASH_REMATCH[3]}
        day=${BASH_REMATCH[4]}
    elif [[ $date_str =~ ^[0-9]{8}$ ]]; then
        year=${date_str:0:4}
        month=${date_str:4:2}
        day=${date_str:6:2}
    else
        return 1
    fi

    # 检查月份范围
    if ! ((1 <= 10#$month && 10#$month <= 12)); then
        return 1
    fi

    # 检查日期范围
    local max_day
    case $month in
        04|06|09|11) max_day=30 ;;
        1)  
            # 简单闰年判断（可扩展）
            if (( (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || year % 400 == 0 )); then
                max_day=29
            else
                max_day=28
            fi
            ;;
        *) max_day=31 ;;
    esac

    ((1 <= 10#$day && 10#$day <= max_day)) || return 1
    return 0
}

# 主循环
while true; do
    read -p "请输入出生日期（格式：YYYY-MM-DD，输入exit退出）： " input

    # 退出条件
    if [[ $input == exit ]]; then
        echo -e "${GREEN}感谢使用，祝您好运！${NC}"
        break
    fi

    # 验证日期
    if ! validate_date "$input"; then
        echo -e "${RED}错误：无效的日期格式或日期不存在，请重新输入！${NC}"
        continue
    fi

    # 计算生肖
    zodiac_index=$((year % 12))
    zodiac=${zodiac_animals[$zodiac_index]}

    # 计算星座
    for const in "${constellations[@]}"; do
        name=${const%%:*}
        dates=${const#*:}
        start_date=${dates%,*}
        end_date=${dates#*,}
        
        # 解析开始日期
        start_month=${start_date%-*}
        start_day=${start_date#*-}
        # 解析结束日期
        end_month=${end_date%-*}
        end_day=${end_date#*-}

        # 处理跨年星座（如摩羯座）
        if [[ $start_month -gt $end_month ]]; then
            if (( (month > start_month || (month == start_month && day >= start_day)) || 
                  (month < end_month || (month == end_month && day <= end_day)) )); then
                constellation=$name
                break
            fi
        else
            if (( (month > start_month || (month == start_month && day >= start_day)) && 
                  (month < end_month || (month == end_month && day <= end_day)) )); then
                constellation=$name
                break
            fi
        fi
    done

    # 显示结果
    echo -e "\n${YELLOW}***********************************************"
    echo -e "  出生日期：${year}年${month}月${day}日"
    echo -e "  生肖属相：${GREEN}${zodiac}${NC}"
    echo -e "  星座运势：${GREEN}${constellation}${NC}"
    echo -e "***********************************************${NC}\n"
done
  • 添加执行权限
    chmod +x fortune.sh
  • 运行脚本
    ./fortune.sh
    alt text

编写“算命大师”bat批处理程序 ​

  • 新建文件
    在桌面新建fortune.txt
    alt text
  • 写入脚本
    bat
    @echo off
chcp 65001 >nul
setlocal enabledelayedexpansion

:START
echo =========================================
echo          欢迎使用算命大师
echo =========================================
echo 请按格式输入您的出生日期（示例：1990-01-01）
echo -----------------------------------------

set "input="
set /p "input=请输入出生日期(exit退出): "

REM 检查是否退出
if /i "!input!"=="exit" (
    echo 感谢使用算命大师，再见！
    timeout /t 2 >nul
    exit /b
)

REM 验证日期格式是否正确
echo !input!| findstr /r "^[0-9][0-9][0-9][0-9]-[0-1][0-9]-[0-3][0-9]$" >nul
if %errorlevel% neq 0 (
    echo 输入格式错误！请使用YYYY-MM-DD格式
    goto :ERROR
)

REM 分解年月日
for /f "tokens=1,2,3 delims=-" %%a in ("!input!") do (
    set "year=%%a"
    set "month=%%b"
    set "day=%%c"
)

REM 转换为数值并去掉前导零
set /a year=!year!
set /a month=1!month!-100
set /a day=1!day!-100

REM 检查基本范围
if !month! lss 1 (
    echo 月份必须在1-12之间！
    goto :ERROR
)
if !month! gtr 12 (
    echo 月份必须在1-12之间！
    goto :ERROR
)

if !day! lss 1 (
    echo 日期超出范围！
    goto :ERROR
)
if !day! gtr 31 (
    echo 日期超出范围！
    goto :ERROR
)

REM 检查闰年
set /a "leap=0"
set /a "y4=year%%4"
set /a "y100=year%%100"
set /a "y400=year%%400"
if !y4! equ 0 if !y100! neq 0 set /a "leap=1"
if !y400! equ 0 set /a "leap=1"

REM 检查每月天数
set "maxday=31"
if !month! equ 4 set "maxday=30"
if !month! equ 6 set "maxday=30"
if !month! equ 9 set "maxday=30"
if !month! equ 11 set "maxday=30"
if !month! equ 2 (
    if !leap! equ 1 (
        set "maxday=29"
    ) else (
        set "maxday=28"
    )
)

if !day! gtr !maxday! (
    echo 此月份只有!maxday!天，输入日期无效！
    goto :ERROR
)

REM 计算属相
set /a shuxiang=(year-1900)%%12
if !shuxiang!==0 set "animal=鼠"
if !shuxiang!==1 set "animal=牛"
if !shuxiang!==2 set "animal=虎"
if !shuxiang!==3 set "animal=兔"
if !shuxiang!==4 set "animal=龙"
if !shuxiang!==5 set "animal=蛇"
if !shuxiang!==6 set "animal=马"
if !shuxiang!==7 set "animal=羊"
if !shuxiang!==8 set "animal=猴"
if !shuxiang!==9 set "animal=鸡"
if !shuxiang!==10 set "animal=狗"
if !shuxiang!==11 set "animal=猪"

REM 计算星座
if !month!==1  if !day! leq 20 set "xingzuo=摩羯座"
if !month!==1  if !day! geq 21 set "xingzuo=水瓶座"
if !month!==2  if !day! leq 19 set "xingzuo=水瓶座"
if !month!==2  if !day! geq 20 set "xingzuo=双鱼座"
if !month!==3  if !day! leq 20 set "xingzuo=双鱼座"
if !month!==3  if !day! geq 21 set "xingzuo=白羊座"
if !month!==4  if !day! leq 20 set "xingzuo=白羊座"
if !month!==4  if !day! geq 21 set "xingzuo=金牛座"
if !month!==5  if !day! leq 21 set "xingzuo=金牛座"
if !month!==5  if !day! geq 22 set "xingzuo=双子座"
if !month!==6  if !day! leq 21 set "xingzuo=双子座"
if !month!==6  if !day! geq 22 set "xingzuo=巨蟹座"
if !month!==7  if !day! leq 22 set "xingzuo=巨蟹座"
if !month!==7  if !day! geq 23 set "xingzuo=狮子座"
if !month!==8  if !day! leq 23 set "xingzuo=狮子座"
if !month!==8  if !day! geq 24 set "xingzuo=处女座"
if !month!==9  if !day! leq 23 set "xingzuo=处女座"
if !month!==9  if !day! geq 24 set "xingzuo=天秤座"
if !month!==10 if !day! leq 23 set "xingzuo=天秤座"
if !month!==10 if !day! geq 24 set "xingzuo=天蝎座"
if !month!==11 if !day! leq 22 set "xingzuo=天蝎座"
if !month!==11 if !day! geq 23 set "xingzuo=射手座"
if !month!==12 if !day! leq 21 set "xingzuo=射手座"
if !month!==12 if !day! geq 22 set "xingzuo=摩羯座"

REM 显示结果
echo.
echo =========================================
echo            算命大师结果
echo =========================================
echo 出生日期：!input!
echo 您的属相：!animal!
echo 您的星座：!xingzuo!
echo =========================================
echo 按任意键继续算命...
pause >nul
goto :START

:ERROR
echo 按任意键继续...
pause >nul
goto :START
  • 保存
    CTRL+S并修改文件后缀为bat
    alt text
  • 双击运行
    alt text