System Call 구현 기초 Linux 커널의 새로운 시스템 호출 구현은 아래 두 가지 작업으로 구성 커널 수정

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1 System Call 구현 기초 Linux 커널의 새로운 시스템 호출 구현은 아래 두 가지 작업으로 구성 커널 수정
시스템 호출 번호 할당 시스템 호출 테이블 등록 시스템 호출 처리 함수 구현 커널 컴파일 및 리부팅 새로운 시스템 호출을 이용하는 사용자 수준 응용 시스템 호출을 사용하는 프로그램 작성 라이브러리 작성(꼭 필요한 것은 아님) 커널을 수정하기 위해서는 커널 소스 필요 Fedora 13 이상의 경우 커널 개발 패키지를 설치하면 /usr/src/kernels 디렉토리 밑에 설치됨 (커널 버전 ) 다운로드 $ wget $ ftp ftp.kernel.org 커널 소스를 구해서 /usr/src/kernels 디렉토리 밑에 설치 $ tar xvfz linux tar.gz 또는 $ tar xvfj linux tar.bz2 설치한 소스 디렉토리를 mylinux로 심볼릭 링크 $ ln –s linux mylinux $ ftp ftp.kernel.org id: anonymous password: [Enter] ftp> binary ftp> cd pub/linux/kernel/v2.6 ftp> get linux tar.gz (또는 bz2 파일)

2 시스템 호출 과정 ENTRY(system_call) /*arch/x86/kernel/entry_32.S SAVE_ALL ….
call *SYMBOL_NAME(sys_call_table)(,%eax,4) ret_from_sys_call(schedule, signal, bh_active, nested interrupt handling) main { … syscall (__NR_newsyscall); } IDT(IVT) 0x0 divide_error() degug() nmi() sys_call_table … … newsyscall() { movl 338, %eax int $0x80 } 0x80 system_call() 1 2 3 4 sys_exit() /*real handler*/ sys_newsyscall() { printk(…); } … sys_fork() sys_read() sys_write() sys_newsyscall() IDT: Interrupt Descriptor Table = IVT: Interrrupt Vector Table

3 커널 수정 (1) 시스템 호출 번호 할당 Linux 커널이 제공하는 시스템 호출은 각각 고유한 번호를 갖는다
/usr/src/kernels/mylinux/arch/x86/include/asm/unistd_32.h 파일에 구현되어 있다 #define __NR_newsyscall 338 을 추가한다 시스템 호출 개수를 0~338 즉 339로 수정한다 /* arch/x86/include/asm/unistd_32.h 파일의 내용 * #ifndef _ASM_I386_UNISTD_H_ #define _ASM_I386_UNISTD_H_ #define __NR_exit 1 #define __NR_fork 2 #define __NR_read 3 … #define __NR_recvmmsg 337 #define __NR_newsyscall 338 #ifdef __KERNEL__ #define NR_syscalls 339 /usr/include/asm/unistd_32.h 파일도 똑같이 수정해 준다.

4 커널 수정 (2) 시스템 호출 테이블 등록 시스템 호출처리 함수는 sys_call_table이라는 테이블에 등록이 되어 있어야 한다 sys_call_table 정보는 /usr/src/kernels/mylinux/arch/x86/kernel/syscall_table_32.S 파일에 구현되어 있다 /*335*/ 찾은 다음 /*338*/ 라인에 .long sys_newsyscall 라인을 추가한다 ENTRY(sys_call_table) .long sys_restart_syscall /* 0 - old "setup()" system call, used for restarting */ .long sys_exit .long sys_fork .long sys_read .long sys_write .long sys_open /* 5 */ … .long sys_rt_tgsigqueueinfo /* 335 */ .long sys_perf_event_open .long sys_recvmmsg .long sys_newsyscall

5 커널 수정 (3) 시스템 호출 처리 함수 구현 일반 적으로 태스크 관리자 관련 함수는 /usr/src/kernels/mylinux/kernel/ 파일 시스템 관련 함수는 /usr/src/kernels/mylinux/fs/ 밑에 구현 되어 있다. 구현할 함수를 /usr/src/kernels/mylinux/kernel/ 디렉토리 밑에 newsyscall.c라는 이름으로 구현한다. /* /usr/src/mylinux/kernel/newsyscall.c */ #include <linux/linkage.h> #include <linux/unistd.h> #include <linux/errno.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/sched.h> asmlinkage int sys_newsyscall() { printk("Hello Linux, SUNG MeeYoung is in Kernel\n"); return 0; } /usr/src/kernels/mylinux/kernel/Makefile 수정 obj -y = 라인에 newsyscall.o 추가

6 커널 수정 (4) 커널 구성 $ cd /usr/src/kernels/mylinux (커널 소스의 상위 디렉토리로 이동)
$ make mrproper (기존의 커널 설정 제거) 커널 버전 2.6부터 make dep 과 make clean 불필요 아래 3 가지 중 한 가지만 실행 (재구성할 때는 .config 파일 삭제하고 구성) $ make menuconfig (범용적 커널 설정 스크립트 실행) -*- Networking supprot > (Select) WiMax, RF switch subsystem 체크 해제 (또는 $ make xconfig (그래픽 환경) (또는 $ cp ../ fc14.i686.PAE /.config ./ $ make oldconfig (실행후 선택문 모두 엔터)

7 커널 수정 (5) 커널 컴파일 커널 인스톨 생성된 커널을 /boot 디렉토리에 복사 부트로더 설정 옵션은 아래 사이트 참고
$ make bzImage (컴파일, 새 커널 생성) 커널 인스톨 모듈로 구성된 커널 내부 구성 요소를 알려주고, 이후 구성 요소들이 사용될 때 자동으로 커널에 적재되게 함 $ make modules (모듈 컴파일) $ make modules_install (모듈 인스톨) 생성된 커널을 /boot 디렉토리에 복사 $ make install (아래 작업 자동 수행) $ cp arch/x86/boot/bzImage /boot/vmlinuz $ cp System.map /boot/System.map (새 System.map으로 대치 ) 부트로더 설정 $ vi /etc/grub.conf default=0 title Fedora ( ) 수정 $ reboot 부팅시에 F5로 커널 선택화면 전환 후 부트로드에서 새로 컴파일 한 커널 선택 후 부팅

8 사용자 수준 응용 작성 #include <linux/unistd.h> 사용자 프로그램 test.c 작성
#include <errno.h> #include <stdio.h> main() { int i; i=syscall(__NR_newsyscall); printf(“%d\n”, i); } $ gcc –o test test.c 컴파일 $ ./test 실행 Control-Alt F5 consol 모드 전환 Control-Alt F1 graphic 모드 복귀 $ dmesg | tail 결과 확인 라이브러리 작성(선택사항) $ gcc –c newsys.c $ ar –r libnew.a newsys.o $ ranlib libnew.a $ vi test.c $ gcc test.c –L /root(libnew.a가 있는 디렉토리) -lnew $ ./a.out /* contents of newsys.c */ …독립된 파일 #include <linux/unistd.h> #include <errno.h> call() { return syscall(__NR_newsyscall); } /* contents of test.c */ …독립된 파일 main() int i; i = call(); /* /usr/unistd.h : line 1025 */ extern long int syscall (long int __sysno, ...) __THROW; /* /usr/src/mylinux/include/asm-i386/unistd.h (old version)*/ #define _syscall0(type,name) \ type name(void) \ { \ long __res; \ __asm__ volatile ("int $0x80" \ : "=a" (__res) \ /* eax register */ : "0" (__NR_##name)); \ __syscall_return(type,__res); \ }

9 실습 1: sys_gettaskinfo()
current(/usr/src/kernels/mylinux/arch/x86/include/asm/current.h : 17행)라는 전역 변수가 task_struct (/usr/src/mylinux/include/linux/sched.h : 1167행) 자료구조를 포인팅 #include <linux/linkage.h> #include <linux/unistd.h> #include <linux/errno.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/sched.h> //#include <linux/file.h> asmlinkage int sys_gettaskinfo() { int i,cnt =0; printk("PID: %d\n",current->pid); printk("PPID: %d\n",current->parent->pid); if(current->state == -1) printk("Unrunable state\n"); else if (current->state == 0) printk("Runable state\n"); else if (current->state == 1) printk("Interruptable state\n"); else if (current->state == 2) printk("Uninterruptable state\n"); else if (current->state == 4) printk("Stopped state\n"); else if (current->state == 8) printk("Zombie state\n"); else if (current->state == 16) printk("Dead state\n"); else printk("Unkown sate\n"); printk("Priority: %lu\n", current->rt_priority); printk("Scheduling Policy: %lu\n",current->policy); printk("User CPU time: %lu ticks\n", current->utime); printk("System CPU time: %lu ticks\n", current->stime); printk("Start time: %lu \n", current->start_time); printk("Number of major faults: %lu\n", current->maj_flt); printk("NUmber of minot faults: %lu\n", current->min_flt); return(0); } 사용자 응용 test1.c 작성 #include <linux/unistd.h> #include <errno.h> #include <sys/syscall.h> main() { int i; i=syscall(__NR_gettaskinfo); }

10 태스크 리스트 init_task prev_task next_task … task_struct

11 실습 2: getstat() sys_getstat(int id, struct mystat *user_buf) 시스템 호출(340번) 구현 [참고서적] 리눅스 매니아를 위한 커널 프로그래밍 p70~74 /* 헤더 파일 mystat.h */ struct mystat { int pid; int ppid; /* * pid_t pid; * pid_t ppid; */ int state; int priority; int policy; long utime; long stime; long starttime; unsigned long min_flt; unsigned long maj_flt; int open_files;};

12 실습 2 사용자 응용 test2.c 시스템 호출 처리 함수 getstat.c /* getstat.c */
#include <linux/unistd.h> #include <linux/errno.h> #include <linux/sched.h> #include <../arch/x86/include/asm/uaccess.h> #include "mystat.h" #include <linux/slab.h> #include <linux/file.h> asmlinkage int sys_getstat(int id, struct mystat *user_buf) { struct mystat *buf; int i = 0, cnt = 0; struct task_struct *search; search = &init_task; while(search->pid != id) search = list_entry((search)->tasks.next, struct task_struct, tasks); if(search->pid == init_task.pid) return(-1); } buf = kmalloc(sizeof(struct mystat), GFP_KERNEL); if(buf == NULL) buf->pid = search->pid; buf->ppid = search->parent->pid; buf->state = search->state; buf->priority = search->rt_priority; buf->policy = search->policy; buf->utime = search->utime; buf->stime = search->stime; buf->min_flt = search->min_flt; buf->maj_flt = search->maj_flt; copy_to_user((void *)user_buf, buf, sizeof(struct mystat)); return 0; 사용자 응용 test2.c #include <linux/unistd.h> #include <stdio.h> #include <errno.h> #include "mystat.h" #include <stdlib.h> struct mystat *mybuf; int i; int main(int argc, char* argv[]) { int task_number; if(argc != 2) printf("USAGE: a.out pid\n"); exit(1); } task_number = atoi(argv[1]); mybuf = (struct mystat *)malloc(sizeof(struct mystat)); if(mybuf == NULL) printf("Out of Memory\n"); printf("PID %d\n",task_number); i = syscall(__NR_getstat, task_number, mybuf); printf("%d\n", i); printf("PID = %d\n", mybuf->pid); printf("PPID = %d\n", mybuf->ppid); if(mybuf->state == -1) printf("Unrunable state\n"); else if(mybuf->state == 0) printf("Running state\n"); else if(mybuf->state == 1) printf("Interruptable state\n"); else if(mybuf->state == 2) printf("Uninterruptable state\n"); else if(mybuf->state == 4) printf(" Stopped state\n"); else if(mybuf->state == 8) printf(" Zombie state\n"); else if(mybuf->state == 16) printf("Dead state\n"); else printf("Unknown state\n"); printf("Priority = %d\n", mybuf->priority); printf("Policy = %d\n", mybuf->policy); printf("Task.utime = %lu\n", mybuf->utime); printf("Task.stime = %lu\n", mybuf->stime); printf("Task.starttime = %lu\n", mybuf->starttime); printf("minor fault = %lu\n", mybuf->min_flt); printf("major fault = %lu\n", mybuf->maj_flt); printf("opened files = %lu\n", mybuf->open_files); return 0;

13 커널 컴파일과 커널 교체 기존의 컴파일된 커널을 수정된 커널로 교체할 때 사용한다 생성된 커널을 /boot 디렉토리에 복사
모듈 컴파일이 완료 된 상태에서 모듈 설정 없이 커널만 수정할 경우 모듈 컴파일은 하지 않고 커널 컴파일과 커널 교체 작업만 한다 $ pwd /usr/src/kernels/mylinux $ make mrproper (기존의 커널 설정 제거) $ cp ../ fc14.i686.PAE/.config ./ $ make oldconfig (실행 후 선택문 모두 [Enter]) $ make bzImage 생성된 커널을 /boot 디렉토리에 복사 $ make install (아래 작업 자동 수행하고 새 커널 버전 생성) $ cp arch/x86/boot/bzImage /boot/vmlinuz $ cp System.map /boot/System.map (새 System.map으로 대치 ) 새 커널 버전 생성 원하지 않으면 커널 이미지만 복사 부트로더 설정 $ vi /etc/grub.conf default=0 title Fedora ( ) mylinux $ reboot (부팅시에 F5로 커널 선택화면 전환 후 부트로드에서 새로 컴파일 한 커널 선택 후 부팅)

14 Vi 편집기에서 한글이 깨져서 나올시 접속한 원격 호스트에서 아래 시행하여 지원 폰트 확인 $ unset LANG
$ LANG=C $ locale –a /* locale: locale specific information */ 로컬 linux 호스트의 /etc/sysconfig/i18n 설정을 다음과 같이 변경 LANG=“ko_KR” (또는 “ko_KR.eucKR”, “ko_KR.EUC”, “ko_KR.euckr” 등 $ locale 결과) SUPPORTED="en_US.iso885915:en_US:en:ko_KR.eucKR:ko_KR:ko" SYSFONT="lat0-sun16" SYSFONTACM="iso15" 관리자가 바꿔주지 않는다면 ~/.bashrc 에 다음을 추가 LANG=“ko_KR” SUPPORTED=“en_US:en_US.iso885915:en:ko_KR.eucKR:ko_KR:ko” SYSFONT=“latarcyrheb-sun16” export LANG SUPPORTED SYSFONT Desktop GUI 메뉴에서도 터미널 설정 메뉴 한글 코딩 방식을 “eucKR” 로 설정

15 네트워크 설정방법 netconfig 또는 redhat-config-network명령을 실행하거나 메뉴에서 시스템 설정에 네트워크를 실행 후 eth0 선택 후 편집을 누른다 (위와 같이 장치가 잡혀있지 않으면 커널 컴파일 후 모듈설치)

16 네트워크 설정 그림과 같이 설정한다 (ip주소에는 해당 컴퓨터의 주소 입력) 입력이 완료 되면 확인을 누른후 DNS설정을 한다

17 네트워크 설정 호스트명에는 해당 자리의 컴퓨터 이름을 넣는다 (예)stu01
설정 완료 후 재부팅하거나 장치를 비활성화 시켰다가 다시 활성화 시킨다 ping 실행 후 응답이 제대로 오면 성공