Linux内核添加系统调用：实现进程树形显示

"Linux内核中增加一个系统调用" 在Linux操作系统中，系统调用是用户空间程序与内核交互的桥梁，它们提供了安全、高效的服务接口。本资源详细介绍了如何在Linux内核中添加一个新的系统调用，以及编写相应的应用程序来使用这个系统调用。以下是对文件内容的详细说明： 一、程序设计思路与实现方式 1.1 添加系统调用的两种方法 - 编译内核法：这种方法需要直接修改内核源码。首先，需要在`unistd.h`头文件中定义新的系统调用号，然后在`syscall_table`中添加相应的函数指针。完成这些后，重新编译并安装内核。 - 内核模块法：这种方法更为灵活，无需每次都重新编译整个内核。开发者可以编写一个内核模块，动态地插入到系统调用表中。这涉及查找`sys_call_table`的地址，解除内存区域的写保护，添加新的系统调用服务例程，最后在模块卸载时恢复原状。 1.1.1 编译内核法 - 需要更新系统调用号，使其在可用范围内未被占用。 - 在`syscall_table`中添加新的系统调用处理函数。 1.1.2 内核模块法 - 动态修改系统调用表，添加系统调用服务。 1.2 程序设计思路 - 实现一个系统调用，遍历所有进程的任务描述符，根据父子关系组织成树形结构显示。 二、程序模块划分 2.1 通过内核模块实现添加系统调用 - 修改系统调用模块，添加新的系统调用服务。 - 获取`sys_call_table`的地址，以便修改系统调用表。 - 清除内存保护，允许修改系统调用表。 - 编写自己的系统调用服务例程，处理用户请求。 - 模块卸载时恢复原有系统调用，确保系统稳定性。 2.2 编写用户态测试程序 - 用户态程序调用新系统调用，获取并显示进程树形结构。 2.3 Makefile文件 - 定义编译规则，构建内核模块和用户态测试程序。 三、问题与解决方案 3.1 进程个数确定 - 需要获取当前系统的进程总数。 3.2 系统调用号选择 - 选择未被使用的系统调用号，避免冲突。 3.3 获取系统调用表地址 - 使用内核编程技巧，如全局变量或内核函数来获取。 3.4 内核与用户态数据交换 - 利用内核提供的安全机制，如`copy_to_user`和`copy_from_user`进行数据传输。 四、程序运行与使用说明 4.1 加载内核模块 - 使用`insmod`命令加载编译后的内核模块。 4.2 检查输出信息 - 通过`dmesg`命令查看内核日志，确认系统调用添加成功。 4.3 运行测试程序 - 执行用户态程序，调用新系统调用，展示进程树形结构。 4.4 卸载模块 - 使用`rmmod`命令卸载自定义内核模块，恢复系统正常状态。 五、附录 5.1 内核模块程序 - 提供了内核模块的源代码，包含系统调用的实现细节。 5.2 测试程序 - 用户态程序代码，调用新系统调用并处理返回信息。 5.3 Makefile文件 - 构建脚本，用于编译和链接内核模块及用户态程序。 这个资源详细介绍了如何在Linux内核中添加自定义系统调用，并编写用户态程序来调用这个系统调用，实现遍历并以树形结构显示进程信息的功能。整个过程涵盖了从内核模块开发到用户态程序编写，以及调试和测试的全过程。