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Linux内核中添加系统调用接口简单示例

时间:2018-08-17 18:22:44      阅读:741      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:res   现在   nis   class   mem   cal   clu   硬件   应用层   

1. Linux体系结构

  Linux系统的地址空间分为用户空间和内核空间,通过系统调用和硬件中断能够完成从用户空间到内核空间的转移。

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2. 系统调用接口

① 一般情况下,用户进程不能访问内核空间。Linux内核中提供了一组用于实现各种系统功能的子程序,用户可以调用它们访问Linux内核的数据和函数,这些子程序称为系统调用接口(SCI)。

② 系统调用和普通函数的区别:系统调用由操作系统内核实现,运行于内核态;普通函数调用由函数库或用户自己提供,运行于用户态。

 

3. 系统调用分类:主要分3大类

① 进程控制类

  * fork

  * clone

  * execve

  ...

② 文件控制类

  * fcntl

  * open

  * read

  ...

③ 系统控制类

  * ioctl

  * reboot

  ...

 

4.  系统调用工作原理

  系统调用工作原理是(1)进程先用适当的值填充寄存器(R7),(2)然后调用一个特殊的指令(swi),(3)这个指令会让用户程序跳转到一个事先定义好的内核中的一个位置(vector_swi),(4)这位置的代码会根据寄存器(R7)的值从表sys_call_table中查找相应的函数。

(1)适当的值:系统调用号,定义于文件arch\arm\include\asm\unistd.h中。

#define __NR_restart_syscall        (__NR_SYSCALL_BASE+  0)
#define __NR_exit            (__NR_SYSCALL_BASE+  1)
#define __NR_fork            (__NR_SYSCALL_BASE+  2)
#define __NR_read            (__NR_SYSCALL_BASE+  3)
#define __NR_write            (__NR_SYSCALL_BASE+  4)
#define __NR_open            (__NR_SYSCALL_BASE+  5)
#define __NR_close            (__NR_SYSCALL_BASE+  6)

(2)特殊的指令
  * 在X86 CPU中,这个指令由中断0x80实现

  * 在ARM中,这个指令是SWI(Software interrupt:软中断指令),现在重命名为SVC

(3)固定的位置:在ARM体系中,这个固定位置为ENTRY(vector_swi)(arch\arm\kernel\entry-common.S)

(4)相应的函数:内核根据应用程序传递来的系统调用号,从系统调用表sys_call_table(sys_call_table中表项定于文件:arch\arm\kernel\calls.S)找到相应的内核函数。

 

5. 向Linux内核中添加新的系统调用

① 在内核代码的某一位置添加函数,如:向kernel/printk.c中添加

void sys_print()
{
    printk("Hello Kevin, this is a new system call\n");
}

② 把函数添加至sys_call_table,如:向arch\arm\kernel\calls.S中373行添加

CALL(sys_print)

③ 添加系统调用号,如:向arch\arm\include\asm\unistd.h中添加

#define __NR_sys_print        (__NR_SYSCALL_BASE+361)


6. 新的系统调用测试

①应用层测试代码方法1:

#include <sys/syscall.h>

int main()
{
    syscall(361);
    
    return 0;
}


①应用层测试代码方法2:

void SystemCallTest()
{
    __asm__ (
        "ldr r7, =361 \n"
        "swi \n"
        :
        :
        :"memory"
    );
}


int main()
{
    SystemCallTest();
    
    return 0;
}


 

 

Linux内核中添加系统调用接口简单示例

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原文地址:https://www.cnblogs.com/wulei0630/p/9494731.html

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