标签：启动 type base div highlight 内容 zip idt find
（1）找一个系统调用，系统调用号为学号最后2位相同的系统调用
（2）通过汇编指令触发该系统调用
（3）通过gdb跟踪该系统调用的内核处理过程
（4）重点阅读分析系统调用入口的保存现场、恢复现场和系统调用返回，以及重点关注系统调用过程中内核堆栈状态的变化
（1）安装工具：
sudo apt install build-essential sudo apt install qemu # install QEMU sudo apt install libncurses5-dev bison ?ex libssl-dev libelf-dev
（2）下载内核源码：
sudo apt install axel axel -n 20 https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/ linux-5.4.34.tar.xz xz -d linux-5.4.34.tar.xz tar -xvf linux-5.4.34.tar cd linux-5.4.34
（3）配置内核编译选项
make defcon?g # Default con?guration is based on ‘x86_64_defcon?g‘
make menucon?g
# 打开debug相关选项
Kernel hacking --->
Compile-time checks and compiler options --->
[*] Compile the kernel with debug info
[*] Provide GDB scripts for kernel debugging
[*] Kernel debugging
# 关闭KASLR，否则会导致打断点失败
Processor type and features ---->
[] Randomize the address of the kernel image (KASLR)
（4）编辑内核
make -j$(nproc) # nproc gives the number of CPU cores/threads available # 测试?下内核能不能正常加载运?，因为没有?件系统终会kernel panic qemu-system-x86_64 -kernel arch/x86/boot/bzImage # 此时应该不能正常运行
（5）制作根文件系统
axel -n 20 https://busybox.net/downloads/busybox-1.31.1.tar.bz2
tar -jxvf busybox-1.31.1.tar.bz2
cd busybox-1.31.1
make menucon?g
#记得要编译成静态链接，不?动态链接库。
Settings --->
[*] Build static binary (no shared libs)
#然后编译安装，默认会安装到源码?录下的 _install ?录中。
make -j$(nproc) && make install
（6）制作内核文件系统镜像
mkdir rootfs
cd rootfs
cp ../busybox-1.31.1/_install/* ./ -rf
mkdir dev proc sys home
sudo cp -a /dev/{null,console,tty,tty1,tty2,tty3,tty4} dev/
（7）准备init脚本?件放在根?件系统跟?录下（rootfs/init），添加如下内容到init?件
#!/bin/sh mount -t proc none /proc mount -t sysfs none /sys echo "Welcome My OS!" echo "-------------------" cd home /bin/sh
（8）给init脚本增加可执行权限
chmod +x init
（9）输入下面代码查看qemu运行情况
#打包成内存根?件系统镜像 ?nd . -print0 | cpio --null -ov --format=newc | gzip -9 > ../rootfs.cpio.gz #测试挂载根?件系统，看内核启动完成后是否执?init脚本 qemu-system-x86_64 -kernel linux-5.4.34/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.cpio.gz
我的学号后两位是36，对应系统调用为getitimer
查阅资料知，getitimer系统调用的功能是：获取间歇计时器的值。系统为进程提供三种类型的计时器，每一类以不同的时间域递减其值。当计时器超时，信号被发送到进程，之后计时器重启动。
用法：
#include
int getitimer(int which, struct itimerval *value);
参数：
which：间歇计时器类型，有三种选择
ITIMER_REAL //数值为0，计时器的值实时递减，发送的信号是SIGALRM。
ITIMER_VIRTUAL //数值为1，进程执行时递减计时器的值，发送的信号是SIGVTALRM。
ITIMER_PROF //数值为2，进程和系统执行时都递减计时器的值，发送的信号是SIGPROF。
value，ovalue：时间参数，原型如下
struct itimerval {
struct timeval it_interval; /* 计时器重启动的间歇值 */
struct timeval it_value; /* 计时器安装后首先启动的初始值 */
};
struct timeval {
long tv_sec; /* 秒 */
long tv_usec; /* 微妙(1/1000000) */
};
getitimer()用计时器的当前值填写value指向的结构体。
返回说明：
成功执行时，返回0。失败返回-1，errno被设为以下的某个值
EFAULT：value或ovalue是不有效的指针
EINVAL：其值不是ITIMER_REAL，ITIMER_VIRTUAL 或 ITIMER_PROF之一
编写程序getitimer.c，使用getitimer来触发系统调用
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <string.h>
#include <sys/time.h>
#include <errno.h>
void PrintMsg(int Num)
{
printf("%s\n", "Hello World");
return;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
signal(SIGALRM, PrintMsg);
struct itimerval tick;
tick.it_value.tv_sec = 10; //十秒钟后将启动定时器
tick.it_value.tv_usec = 0;
tick.it_interval.tv_sec =1; //定时器启动后，每隔1秒将执行相应的函数
tick.it_interval.tv_usec = 0;
//setitimer将触发SIGALRM信号
int ret = setitimer(ITIMER_REAL, &tick, NULL);
if ( ret != 0)
{
printf("Set timer error. %s \n", strerror(errno) );
return -1;
}
printf("Wait!\n");
getchar();
return 0;
}
将测试文件放在rootfs/home 目录下，进行静态编译，再在rootfs目录下重新打包。
gcc -o testge testge.c -static find . -print0 | cpio --null -ov --format=newc | gzip -9 > ../rootfs.cpio.gz
使用gdb系统跟踪调用
启动qemu
qemu-system-x86_64 -kernel linux-5.4.34/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.cpio.gz -S -s -nographic -append "console=ttyS0"
再重新打开一个终端，运行以下命令：
cd linux-5.4.34/ gdb vmlinux target remote:1234 b __x64_sys_getitimer c
在运行qemu的终端中，输入./getitimer即可开始单步调试。
系统调用的执行，是用户程序触发系统调用之后，CPU以及内核执行调用的过程。本次实验从调试源码的角度，调试了linux内核系统调用的过程，深刻理解了入口的保存现场、恢复现场和系统调用返回的过程，以及系统调用过程中内核堆栈状态的变化。
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原文地址：https://www.cnblogs.com/yxud/p/12972381.html
