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Centos7實現缺頁中斷具體步驟
一些可能用到的命令
安裝vim編譯器
yum -y install vim*
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Centos修改文件權限，將只讀文件改爲可寫
chmod a+w -R /home/PycharmProjects/
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實驗題目
具體步驟
一.下載解壓內核包
1）下載對應版本的rpm包
2）在Centos7中提取rpm包中的文件可以先提取到文檔裏，只需要裏面的linux-3.10.0-1062.el7.tar.xz文件
3）找到.tar.xz結尾的文件,（這裏以linux-3.10.0-1062.el7.tar.xz爲例）
在終端打開解壓
用xz命令來解壓tar.xz格式文件，
[root@Think Arrix]# xz -d linux-3.10.0-1062.el7.tar.xz
[root@Think Arrix]# tar -xvf linux-3.10.0-1062.el7.tar -C/usr/src //將文件解壓至/usr/src
解壓之後爲
4）然後將解壓後的文件夾移至/usr/src/目錄下
mv linux-3.10.0-1062.el7 /usr/src/
二.修改源碼
1）切換到源碼主目錄
(下面的操作就在此目錄中)
cd /usr/src/linux-3.10.0-1062.el7/
2）定義pfcount變量
這裏需要修改arch/x86/mm/fault.c文件，由於文件內容較長，我們首先要確定添加大致位置；
cat -n arch/x86/mm/fault.c | grep __do_page_fault
這裏可以看到我的 __do_page_fault 函數在文件的1142行中
跳轉到所在行
打出:1142 後輸入所在行回車
按 i 進入插入文本模式插入代碼
unsigned long volatile pfcount;
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插入後如下圖
:wq 保存後退出
3）pfcount變量自增
由於建議將該語句添加在good_area:內，所以還是先定位good_area:的位置；
cat -n arch/x86/mm/fault.c | grep good_area:
我的是1304行，和前面一樣，用vim打開，並跳轉至所在行；
vim arch/x86/mm/fault.c
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然後加上 pfcount++; 即可
:wq 保存退出
4）修改內存管理代碼
接着，vim打開include/linux/mm.h頭文件；
vim include/linux/mm.h
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在mm.h中加入全局變量pfcount的聲明
extern unsigned long volatile pfcount;
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代碼加在extern int page_cluster;語句之後;
:wq保存退出
5）導出pfcount全局變量
我們需要導出pfcount全局變量，以便於讓系統所有模塊訪問；
需要在kernel/kallsyms.c文件的最後一行加入
EXPORT_SYMBOL(pfcount);
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可以直接使用命令
echo 'EXPORT_SYMBOL(pfcount);'>>kernel/kallsyms.c
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檢查是否成功
cat kernel/kallsyms.c | grep pfcount
出現 EXPORT_SYMBOL(pfcount)；表示成功
三、生成配置文件
首先安裝ncurses-devel elfutils-libelf-devel openssl-devel這三個工具；
yum install ncurses-devel elfutils-libelf-devel openssl-devel -y
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然後如果不是第一次編譯，請先執行命令清理（包括後面編譯出錯，重新編譯也要先執行下面的這條命令）
make mrproper
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執行命令生成.config配置文件
make menuconfig
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會進入如下界面
進入可視化界面，直左右移動Save即可，使用默認配置；
OK生成.config配置文件，然後Exit退出；
配置文件已經成功生成；
四、編譯與安裝
1）內核編譯
在編譯之前，需要安裝bc工具（過程中需要）；
執行命令
yum install bc -y
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編譯直接在主目錄下使用make命令
make
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編譯時間較長，請耐心等待；（這個內核編譯大概兩個半小時，還不算編譯模塊的時間）；
編譯完成後，可以在arch/x86_64/boot/下查看到產生的內核文件bzImage（32位系統在arch/x86/boot下）；
2）模塊編譯
執行命令編譯模塊
make modules
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3）安裝模塊
由於自身編譯源碼，會有很多debug模塊的存在，佔用大量存儲空間，我們需要在安裝的時候排除它，添加參數INSTALL_MOD_STRIP=1；
執行命令
make INSTALL_MOD_STRIP=1 modules_install
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4）安裝內核
執行命令
make INSTALL_MOD_STRIP=1 install
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安裝成功後，可以查看/lib/modules目錄下的文件（這裏我們安裝的內核並沒有帶次版本號，不影響使用，在後面使用make命令編譯的時候就可以看到）
在虛擬機上執行reboot命令（重啓命令），並在重啓時候鍵盤上下建選擇我們自己安裝的內核，回車進入；
執行命令查看當前使用的內核版本
uname -r
五、使用pfcount
在home目錄新建一個source目錄，並cd進去；
mkdir source && cd source
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1）編寫readpfcount.c
在source文件中創建一個readpfcount.c文件
vi readpfcount.c
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參考代碼
(代碼中學號可以改爲自己的)
/*************************************************
使用seq_file接口實現可讀寫proc文件
參考：https://elixir.bootlin.com/linux/v5.0/source/include/linux/proc_fs.h
*************************************************/
#include <linux/module.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/slab.h>
extern unsigned long volatile pfcount;
/*5,實現show函數
作用是將內核數據輸出到用戶空間
將在proc file輸出時被調用
*/
static int my_proc_show(struct seq_file *m, void *v)
{
/*這裏不能使用printfk之類的函數
要使用seq_file輸出的一組特殊函數
*/
seq_printf(m, "The pfcount is %ld !\n", pfcount);
return 0;
}
static int my_proc_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
/*4,在open函數中調用single_open綁定seq_show函數指針*/
return single_open(file, my_proc_show, NULL);
}
/*2,填充proc_create函數中調用的flie_operations結構體
其中my開頭的函數爲自己實現的函數，
seq和single開頭爲內核實現好的函數，直接填充上就行
open爲必須填充函數
*/
static struct file_operations my_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = my_proc_open,
.release = single_release,
.read = seq_read,
.llseek = seq_lseek,
};
static int __init my_init(void)
{
struct proc_dir_entry *file;
//創建父級目錄，第二個參數NULL表示在/proc下
//這裏用我的學號當做文件名
struct proc_dir_entry *parent = proc_mkdir("3170301084",NULL);
/*1,
首先要調用創建proc文件的函數，需要綁定flie_operations
參數1：要創建的文件
參數2：權限設置
參數3：父級目錄，如果傳NULL，則在/proc下
參數4：綁定flie_operations
*/
file = proc_create("readpfcount", 0644, parent, &my_fops);
if(!file)
return -ENOMEM;
return 0;
}
/*6,刪除proc文件*/
static void __exit my_exit(void)
{
//移除目錄及文件
remove_proc_entry("3170301084", NULL);
}
module_init(my_init);
module_exit(my_exit); //把文件刪除掉
2）編寫Makefile
vi Makefile
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Makefile參考內容
ifneq ($(KERNELRELEASE),)
obj-m:=readpfcount.o
else
KDIR:= /lib/modules/$(shell uname -r)/build
PWD:= $(shell pwd)
default:
$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
clean:
$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) clean
endif
目錄內容
輸入make編譯，可以看到我們的確是使用的新安裝的內核
3）安裝模塊
輸入命令
insmod readpfcount.ko
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4）查看pfcount的值
輸入命令
cat /proc/${你的學號}/readpfcount
5） ok缺頁次數已經顯示出來了
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