一、實驗內容
1.閱讀並分析Linux內核源代碼，了解進程控制塊、進程隊列等數據結構；
2.實現一個系統調用，使得可以根據指定的參數隱藏進程，使用戶無法使用ps或top觀察到進程狀態。具體要求如下：
(1)實現系統調用int hide(pid_t pid, int on)，在進程pid有效的前提下，如果on置1，進程被隱藏，用戶無法通過ps或top觀察到進程狀態；如果on置0且此前為隱藏狀態，則恢復正常狀態。
(2)考慮權限問題，只有根用戶才能隱藏進程。
(3)設計一個新的系統調用int hide_user_processes(uid_t uid, char *binname)，參數uid為用戶ID號，當binname參數為NULL時，隱藏該用戶的所有進程；否則，隱藏二進制映像名為binname的用戶進程。該系統調用應與hide系統調用共存。
(4)在/proc目錄下創建一個文件/proc/hidden，該文件可讀可寫，對應一個全局變量hidden_flag，當hidden_flag為0時，所有進程都無法隱藏，即便此前進程被hide系統調用要求隱藏。只有當hidden_flag為1時，此前通過hide調用要求被屏蔽的進程才隱藏起來。
(5)在/proc目錄下創建一個文件/proc/hidden_process，該文件的內容包含所有被隱藏進程的pid，各pid之間用空格分開。
二、實驗目的
1.加深理解進程控制塊、進程隊列等概念
2.了解進程管理的具體實施方法
自<a>dfx</a>己獨立<span>adsf</span>完成別<b>fdas</b>總是<xxx>fdas</xxx>有事沒事<zzz>fdas</zzz>抄<qq>435fff</qq>別人的哦
三、新增系統調用hide
１、設計思路和流程圖
(1)設置標識
通過設置一個標記位來控制進程是否隱藏。
在include/linux/sched.h中修改結構體 task_struct ，添加一個成員 cloak ，0表示顯示，1表示隱藏。
(2)初始化
進程剛創建時是處於顯示的狀態，所以需要將標記cloak初始化為0。
fork系統調用的實現位於kernel/fork.c中，具體實現的主要函數為do_fork，do_fork中調用copy_process函數創建子進程，在該函數中初始化cloak。
(3)添加hide系統調用
具體流程參考實驗二，具體解釋見代碼部分。
(4)過濾隱藏的進程
修改fs/proc/base.c中的proc_pid_readdir函數以及proc_pid_lookup函數，過濾掉被隱藏的進程。
2、主要數據結構及說明
使用了結構體task_struct，通過對結構體里的cloak等變量進行賦值，改變進程的狀態。
3、源程序並附上注釋
(1)hide.c
使用內核函數find_task_by_pid，通過pid獲取進程task_struct。在隱藏后調用函數proc_flush_task來清空VFS層的緩沖，解除已有的dentry項。
其中包括對用戶權限的判斷，必須是root用戶，即uid=0才能進行相關操作。
#include<linux/linkage.h>
#include<linux/types.h>
#include<linux/sched.h>
#include<linux/pid.h>
#include<linux/proc_fs.h>
asmlinkage int sys_hide(pid_t pid, int on)
{
struct task_struct *p=NULL;
if(pid>0 && (current->uid)==0)//only the root user can hide the process
{
p=find_task_by_pid(pid);
p->cloak=on;//set the state of the process
if(on==1)
{
printk("Process %d is hidden by root.\n",pid);
}
if(on==0)
{
printk("Process %d is displayed by root.\n",pid);
}
proc_flush_task(p);
}
else
printk("Sorry, you are not root user.Permission denied.\n");
return 0;
}
(2)測試程序
比如隱藏進程號為1的進程，代碼如下
#include<stdio.h>
#include<sys/syscall.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
int syscallNum=321;
pid_t pid=1;
int on=1;
syscall(syscallNum,pid,on);
return 0;
}
4、程序運行結果及分析
(1)初始狀態
目前進程都是處於顯示的狀態，我們的目的是隱藏1號進程
(2)在非root用戶下執行測試程序
進程未被隱藏，用 dmesg 命令查看輸出
(3)切換到root用戶
再次執行程序，結果如下，1號進程被隱藏了
(4)更改參數on=0
被隱藏的進程將再次出現
四、新增系統調用hide_user_processes
1、設計思路和流程圖
基於實驗二以及新增系統調用hidden這兩個實驗，這個實驗很容易完成。
遍歷系統中所有的進程，隱藏滿足要求的進程。使用函數for_each_process遍歷所有進程，每個進程的task_struct中有成員變量uid和comm，uid為該進程的用戶id，comm為進程名，根據要求隱藏對應進程。具體解釋見代碼部分。
2、主要數據結構及說明
使用了結構體task_struct，通過其中的cloak等變量，控制進程的狀態。
3、源程序並附上注釋
(1)hide_user_processes.c
包括三個參數，前兩個參數是根據實驗要求設置的，第三個參數recover用於恢復被隱藏的進程。如果recover=0那么隱藏相應的進程，如果不為0，則恢復所有進程為顯示狀態。
#include<linux/linkage.h>
#include<linux/types.h>
#include<linux/sched.h>
#include<linux/pid.h>
#include<linux/proc_fs.h>
#include<linux/string.h>
asmlinkage int sys_hide_user_processes(uid_t uid,char *binname,int recover){
struct task_struct *p=NULL;
if(recover==0)
{
if(current->uid==0)//1.Paragram recover=0;2.root => you can hide the process
{
if(binname==NULL)//when null, hide all the processes of the corresponding user
{
for_each_process(p)
{
if((p->uid)==uid)
{
p->cloak=1;
proc_flush_task(p);
}
}
printk("All of the processes of uid %d are hidden.\n",uid);
}
else//otherwise, hide the process of the corresponding name
{
for_each_process(p)
{
char *s=p->comm;
if(strcmp(s,binname)==0 && p->uid==uid)
{
p->cloak=1;
printk("Process %s of uid %d is hidden.\n",binname,uid);
proc_flush_task(p);
}
}
}
}
else
printk("Sorry, you are not root user. Permission denied.\n");
}
else if(recover != 0 && (current->uid)==0)//display all of the processes, including which are hidden
{
for_each_process(p)
{
p->cloak=0;
}
}
return 0;
}
(2)測試程序（可以修改參數，從而實現不同的要求）
#include<stdio.h>
#include<sys/syscall.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
int syscallNum=322;
uid_t uid=500;
char *binname=NULL;//Author:Kong
int recover=0;
syscall(syscallNum,uid,binname,recover);
return 0;
}
4、程序運行結果及分析
(1)與上個實驗一樣，如果非root用戶，則沒有隱藏進程的權限
初始狀態如下
(2)隱藏uid為0，進程名為init的進程
修改參數uid_t uid=0; char *binname="init";
結果如下，對應的進程被隱藏了
(3)隱藏uid=500（對應用戶名為seu）的所有進程
修改參數uid_t uid=500; char *binname=NULL;
結果如下，seu用戶的所有進程被隱藏了
(4)更改參數recover=1，所有進程將恢復為顯示狀態
結果如下
五、在/proc目錄下創建一個文件/proc/hidden
1、設計思路和流程圖
(1)全局變量hidden_flag
因為這個實驗又涉及到隱藏進程的問題，所以需要再設置一個標識作為判斷，hidden文件的讀寫對它進行操作即可。
在/fs/proc目錄下新建一個頭文件，里面包含一個全局變量，其它文件中需要用到這個全局變量的時候，需使用include包含這個頭文件。
1 extern int hidden_flag;
(2)hidden文件的創建及讀寫
proc文件系統在初始化函數proc_root_init中會調用proc_misc_init函數，此函數用於創建/proc根目錄下的文件，那么將創建hidden文件的代碼插入到此函數中就可以在proc初始化時得到執行。在/fs/proc/proc_misc.c中添加回調函數，在/fs/proc/proc_misc.c中proc_misc_init函數的最后添加創建hidden文件的代碼，並指定其回調函數，具體說明見代碼部分。
(3)根據hidden_flag顯示/隱藏進程
結合上面根據cloak判斷進程，這個實驗與之類似，只需在fs/proc/base.c文件中，修改proc_pid_readdir函數以及proc_pid_lookup函數，在cloak判斷之前，增加hidden_flag對進程的約束。
(4)重新編譯安裝內核，重啟之后進行測試。
2、主要數據結構及說明
使用到了結構體、進程控制塊等數據結構。
3、源程序並附上注釋
主要是hidden文件的創建及讀寫。
在/fs/proc/proc_misc.c中添加回調函數，首先初始化全局變量hidden_flag為1；讀操作中sprintf將hidden_flag的值傳給page，然后顯示出來；寫操作中使用copy_from_user先將用戶輸入的值傳給temp，然后從temp中得到值傳給hidden_flag。
int hidden_flag=1;
static int proc_read_hidden(char *page,char **start,off_t off,int count,int *eof,void *data)
{
int len=0;
len=sprintf(page,"%d",hidden_flag);
return len;
}
static int proc_write_hidden(struct file *file,const char *buffer,unsigned long count,void *data)
{
int len=0;
char temp[BUF_LEN];
if(count > BUF_LEN)
len = BUF_LEN;
else
len = count;
copy_from_user(temp, buffer, len);//convert user's input to temp
temp[len]='\0';
hidden_flag=temp[0]-'0';//set the value of hidden_flag
return len;
}
下面是創建hidden文件的代碼，使用的是create_proc_entry函數，然后指定其回調函數。
struct proc_dir_entry *ptr=create_proc_entry("hidden",0644,NULL);
ptr->read_proc=proc_read_hidden;
ptr->write_proc=proc_write_hidden;
4、程序運行結果及分析
(1)首先默認設置hidden_flag=1，使用hide_user_processes隱藏uid=500，即seu用戶的所有進程。
(2)將hidden_flag的值改為0，這時再查看進程，所有被隱藏的進程又出現了。
(3)將hidden_flag改回為1，查看進程，seu用戶的進程又處於隱藏狀態了。
六、在/proc目錄下創建一個文件/proc/hidden_process
1、設計思路和流程圖
該文件用於存儲所有被隱藏進程的pid，因為這個文件暫時不涉及用戶寫入，所以只需設置其讀回調函數。具體說明見代碼部分。
然后重新編譯安裝內核，重啟后測試。
2、主要數據結構及說明
使用了結構體、進程控制塊、進程隊列等數據結構。
3、源程序並附上注釋
通過for_each_process函數，將被隱藏的進程的pid傳給buf，最后將buf傳給page顯示在終端上。
static int proc_read_hidden_processes(char *page,char **start,off_t off,int count,int *eof,void *data)
{
static char buf[1024*8]="";
char tmp[128];
struct task_struct *p;
if(off>0)
return 0;
sprintf(buf,"%s","");
for_each_process(p)
{ //自<a>dfx</a>己獨立<span>adsf</span>完成別<b>fdas</b>總是<xxx>fdas</xxx>有事沒事<zzz>fdas</zzz>抄<qq>435fff</qq>別人的哦
if(p->cloak==1)
{
sprintf(tmp,"%d ",p->pid); //a important step
strcat(buf,tmp);
}
}
sprintf(page,"%s",buf);//convert buf to page to display on the terminal
return strlen(buf);//Author:Kong
}
4、程序運行結果及分析
(1)首先隱藏uid=500，即seu用戶的所有進程
查看hidden_process文件里的內容，發現所有被隱藏進程的pid都存在這里。
(2)恢復所有進程為顯示狀態
這時沒有被隱藏的進程，hidden_process文件里的內容也為空。
(3)經過多次不同的測試，實現了效果，沒有bug發生
七、實驗體會
這次實驗的前兩個，增加系統函數的使用很容易就完成了。我主要在后面的文件系統部分遇到了一些問題，使用指針的時候總是遇到很大的問題，要么是重啟之后不能進入內核，要么是測試的時候虛擬機卡住一動不動，然后必須進入原來的內核當中修改新內核，耗費了很多的時間。其實該做好備份的，這樣也許可以節省很多時間。
最令我不解的是，使用char *a的形式總是出問題，改為char a[]的形式問題便消失了，具體原因還有待我繼續尋找。
這次實驗之后，我對linux的進程控制、命令、系統調用、文件系統等方面都有了更深的認識，使用起來比以前熟練多了，但問題依然有很多，需要我繼續想方設法解決。以前看的資料大多是籠統地講解linux，雖然對整體了解有幫助，但是內部實現我涉獵不廣，這次實驗幫助我對內部實現有了更多的認識。