Linux内核分析课程期末大作业

一.程序的主要设计思路及实现方式

在Linux内核中,存在一个全局变量:init_task.该变量即是Linux第一个启动的用户空间进程init对应的task_struct结构.由于该进程是Linux进程树的"树根"进程,故而通过此数据结构,可以遍历当前进程空间的所有进程,并予以输出.
而要增加一个系统调用,可以选择在已有的系统调用表中找到一个还未使用的调用号,经检查,可发现223号调用被标注为未使用,如图1所示:

图1

故此给新的系统调用号分配223号.

在修改系统调用表之前首先要找到该表.依据系统调用的原理,在0x80中断的中断处理程序中,会有用过call指令对系统调用表的引用.可以在该中断处理程序入口搜索基址变址寻址的call指令,获取指令中的基地址,该基地址便是系统调用表的基地址,再设置相应页表和cr0寄存器的页表设置,便可对系统调用表进行修改.

二.程序的主要模块以及划分

该程序主要分为内核驱动模块以及用户控件程序.

1.首先在内核驱动模块中分以下几个函数

asmlinkage long sys_hello(void) 自己的系统调用入口
static void printDFS(struct task_struct *t, int depth) 按深度优先遍历在内核消息中输出进程树.
unsigned long get_sys_call_table(void) 通过第一部分描述的方法获取系统调用表的基地址.

2.用户空间应用程序

传入223号系统调用号,通过syscall函数调用响应的系统调用,使该系统调用得以执行.

三.所遇到的问题以及解决方法

1.如何在系统运行状态下获取系统调用表基地址?

根据以往在Windows下获取该地址的经验以及查阅相关资料,确定了通过中断处理程序中指令的编码来获取系统调用表基地址的办法.该方法的优点是依赖少,较为准确.缺点是对CPU指令平台依赖度高,只能在32位80x86环境下使用.

四.程序有运行结果及使用说明

程序的运行结果即为在dmesg输出的内核消息中输出了进程树.
使用方法是在用户空间中通过syscall函数调用223号系统调用即可.
五.程序运行截图:

图2

注:
本次实验环境:
LinuxMint 32 内核版本 3.18.26