Step 0 简述

1. 运行环境

• 平台：Google Cloud Platform
• Linux 发行版：Ubuntu 20.04 LTS
• 配置：Intel Skylake：e2-highcpu-16（16 个 vCPU，16 GB 内存）
• Linux 源码版本：version=5.4.80

2. 添加系统调用函数说明

在官方内核的基础上，添加一个自定义的系统调用 setnice，功能如下：
1. 按需修改指定进程的 nice 数值；
2. 读取该进程的 nice 与优先级（priority）的数值。

Step 1 准备工作

1. 下载 Linux 源码

version=’5.4.80’
host=’https://cdn.kernel.org/pub/linux/‘
wget $host/kernel/v5.x/linux-$version.tar.{xz,sign}

2. 验证签名

看到 Good signature 即证明源码未损坏
gpg —locate-keys torvalds@kernel.org gregkh@kernel.org # download and import keys
gpg —verify linux-$version.tar.sign # verify the .tar archive against the signature

3. 解包源码

tar —extract —file=linux-$version.tar & progress —monitor —pid $!
cd linux-5.4.80/
图略

4. 修改内核版本号

修改内核版本号，方便后续验证编译成果。
make nconfig # append your custom local version string

Step 2 添加系统调用

以下修改均在kernel-build/linux-5.4.80下
cd ~/kernel-build/linux-$version # kernel source code directory

1. 添加函数原型

cd include/linux/
vim syscalls.h

添加
asmlinkage long sys_setnice(pid_t pid, bool set, int niceval, int user *nice, int user *prio);

2. 添加系统调用表

cd include/uapi/asm-generic/
vim unistd.h

末尾追加表项，NR_syscalls 也要相应添加
#define NR_setnice 436
SYSCALL(NR_setnice,sys_setnice)

undef NR_syscalls
#define NR_syscalls 437

3. x86 系统调用表

cd arch/x86/entry/syscalls/
# 按对应格式在列表末尾追加表项
vim syscall_64.tbl
# 添加
436 common setnice __x64_sys_setnice

vim syscall_32.tbl
# 添加
436 i386 setnice sys_setnice __ia32_sys_setnice

4. 添加入口点

cd kernel/

vim sys.c
# 添加如下代码

/
Set/get nice value and get priority value of a process with given ID;
Set new nice value only if parameter set is true;
Get values of nice and priority of the process at last.
/
SYSCALL_DEFINE5(setnice, pid_t, pid, bool, set, int, niceval,
int __user , nice, int __user , prio)
{
int tmp;
struct task_struct tsk = find_get_task_by_vpid(pid);
if (tsk == NULL)
return -ESRCH; // no such process

if (set == true) // set new nice value<br />        set_user_nice(tsk, niceval);
tmp = task_nice(tsk); // get nice value<br />    if (copy_to_user(nice, &tmp, sizeof(tmp)))<br />        return -EFAULT; // bad address
tmp = task_prio(tsk); // get priority value<br />    if (copy_to_user(prio, &tmp, sizeof(tmp)))<br />        return -EFAULT; // bad address
return 0;<br />}<br />![](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2020/png/1571172/1606726187765-2f36d976-1ce4-4ff3-bd1f-fd651de622bd.png#height=234&width=420)<br /> <br /> 

Step 3. 编译内核

1. 编译内核模块

使用 time 命令可为编译计时；使用 —jobs=X 选项可并行工作以加快编译，其中 X 为处理器线程数，对应虚拟机的配置。
time make —jobs=16 # compile kernel
编译完成：

2. 安装内核模块

make modules_install # compile kernel modules
运行结束：

3. 安装内核

make install

4. 配置 grub 引导程序

配置 grub 引导程序 并 重启
update-grub2
reboot

Step 4. 测试系统调用

1. 查看版本号

重启后版本号后缀发生改变，说明已切换到新内核。

2. 运行测试程序

编译运行下述程序：
#include // syscall()
#include // pid_t, getpid()
#include // scanf(), printf()

define _NR_setnice 436 // syscall name and number_

int main(void)
{
printf(“[ Test program for syscall setnice ]\n”);
printf(“—————————————————————-\n”);
printf(“Will test on this process itself by default\n”);
printf(“or anohter process (need input process id).\n”);
printf(“—————————————————————-\n”);
printf(“:: Test on this process itself? [y/n] “);

pid_t pid; _// pid number_<br />    char choice;<br />    scanf("%c%*c", &choice); _// choose process to test_<br />    **if** (choice != 'y') {<br />        printf(":: Process ID: ");<br />        scanf("%d", &pid);<br />    }<br />    **else** {<br />        pid = getpid();<br />        printf("Process ID: %d\n", pid);<br />    }<br />    choice = 'g'; _// get nice value at first time_<br />    printf("Original values:\n");<br />    int count = 1;<br />    **do** {<br />        int err, niceval, nice, prio;<br />        int set = (choice != 'g');<br />        **if** (set) {<br />            printf(":: New nice [-20, 19]: ");<br />            scanf("%d%*c", &niceval);<br />        }<br />        **if** (err = syscall(__NR_setnice, pid, set, niceval, &nice, &prio)) {<br />            printf("Error %d, test terminated.\n", err);<br />            **return** err;<br />        }
    printf("Nice:     %d\n", nice);<br />        printf("Priority: %d\n", prio);<br />        printf(":: [%d] Set/get nice value? (Ctrl+C to exit) [s/g] ", count++);<br />    } **while** (scanf("%c%*c", &choice) != EOF);<br />}<br />cd cprogram/<br />touch test_setnice.c<br />vim test_setnice.c<br /># 将上述程序复制进去<br />gcc test_setnice.c -o test<br />./test<br />运行结果如下：<br />![](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2020/png/1571172/1606726189555-5a59bb00-a6c0-47f2-93d5-348a2e0a3f30.png#height=270&width=420)<br /> 

参考资料

Linux 内核编译及添加系统调用
Adding a New System Call — The Linux Kernel documentation