“asmlinkage” 的作用

什么是 "asmlinkage"?


相信大家在看linux的source code的时候,都会注意到asmlinkage这个宏,它是用来做什么的呢?

The asmlinkage tag is one other thing that we should observe about this simple function. This is a #define for some gcc magic that tells the compiler that the function should

not expect to find any of its arguments in registers (a common optimization), but only on the CPU's stack. Recall our earlier assertion that system_call consumes its first

argument, the system call number, and allows up to four more arguments that are passed along to the real system call. system_call achieves this feat simply by leaving its

other arguments (which were passed to it in registers) on the stack. All system calls are marked with the asmlinkage tag, so they all look to the stack for arguments. Of

course, in sys_ni_syscall's case, this doesn't make any difference, because sys_ni_syscall doesn't take any arguments, but it's an issue for most other system calls.

看一下/usr/include/asm/linkage.h里面的定义:
#define asmlinkage CPP_ASMLINKAGE __attribute__((regparm(0)))
__attribute__是关键字,是gcc的C语言扩展,regparm(0)表示不从寄存器传递参数

如果是__attribute__((regparm(3))),那么调用函数的时候参数不是通过栈传递,而是直接放到寄存器里,被调用函数直接从寄存器取参数

还有一种是:

#define fastcall __attribute__((regparm(3))) 
#define asmlinkage __attribute__((regparm(0))) 
函数定义前加宏asmlinkage ,表示这些函数通过堆栈而不是通过寄存器传递参数。 
gcc编译器在汇编过程中调用c语言函数时传递参数有两种方法:一种是通过堆栈,另一种是通过寄存器。缺省时采用寄存器,假如你要在你的汇编过程中调用c语言函数,并且想通过堆栈传递参数,你定义的c函数时要在函数前加上宏asmlinkage

 

asmlinkage long sys_nice(int increment)
"asmlinkage" 是在 i386 system call 实作中相当重要的一个 gcc 标签(tag)。
当 system call handler 要调用相对应的 system call routine 时,便将一般用途缓存器的值 push 到 stack 里,因此 system call routine 就要由 stack 来读取 system call handler 传递的

参数。这就是 asmlinkage 标签的用意。
system call handler 是 assembly code,system call routine(例如:sys_nice)是 C code,当 assembly code 调用 C function,并且是以 stack 方式传参数(parameter)时,在 C

function 的 prototype 前面就要加上 "asmlinkage"。
加上 "asmlinkage" 后,C function 就会由 stack 取参数,而不是从 register 取参数(可能发生在程序代码最佳化后)。
更进一步的说明...
80x86 的 assembly 有 2 种传递参数的方法:
1. register method
2. stack method
Register method 大多使用一般用途(general-purpose)缓存器来传递参数,这种方法的好处是简单且快速。另外一种传递参数的做法是使用 stack(堆栈),assembly code 的模式如下:
push number1
push number2
push number3
call sum
在 'sum' procedure 里取值的方法,最简单的做法是:
pop ax 
pop ax
pop bx
pop cx
Stack Top 是放 IP,我们传给 sum procedure 的参数由 stack 的后一个 entry 开始读取。
其它有关 asmlinkage
1. asmlinkage 是一个定义
2. "asmlinkage" 被定义在 /usr/include/linux/linkage.h
3. 如果您看了 linkage.h,会发现 "__attribute__" 这个语法,这是 gcc 用来定义 function attribute 的语法

<think>好的,我现在要解决用户关于自定义Linux系统调用返回值不正确的问题。首先,我需要回顾一下Linux系统调用的基本原理和流程,确保自己理解正确。用户提到了几个关键点:sys_linuxtest的返回值问题,copy_to_user的使用注意事项,以及syscall参数传递和返回机制的分析。接下来,我需要逐一分析这些方面可能存在的问题。 首先,系统调用的返回值机制。记得在Linux中,系统调用的返回值通过eax/rax寄存器传递。如果返回值是负数,通常表示错误码,比如-EFAULT表示地址错误。因此,用户的自定义系统调用可能没有正确处理错误情况,直接返回了负数而没有使用错误码宏,或者没有正确设置寄存器值。例如,应该使用类似return -EFAULT;而不是直接返回一个负数,这样内核会自动处理为正确的错误码。 然后是copy_to_user函数的使用。这个函数的作用是将数据从内核空间复制到用户空间,如果复制失败会返回未拷贝的字节数。常见错误包括没有检查返回值,或者在失败时没有返回错误码。例如,如果copy_to_user返回非零值,应该返回-EFAULT。用户可能在调用copy_to_user后没有正确处理这个错误情况,导致返回了不正确的结果。 接下来是参数传递的问题。系统调用的参数通过寄存器传递,比如x86-64下使用rdi, rsi, rdx等。在自定义系统调用中,是否正确获取了这些参数?如果参数传递错误,比如类型不匹配或地址错误,可能导致后续处理出错,进而影响返回值。例如,用户可能在系统调用函数中错误地读取了参数,导致使用了错误的指针,进而导致copy_to_user失败。 另外,系统调用的注册和声明是否正确?比如使用SYSCALL_DEFINEx宏来定义系统调用,确保参数的正确传递和解析。如果宏使用不当,可能导致参数顺序或数量错误,从而引发问题。例如,用户可能没有正确使用SYSCALL_DEFINE1或其他相应的宏,导致参数获取错误。 还需要考虑上下文的问题,比如是否在正确的上下文中调用copy_to_user,是否处理了可能的内存分配问题,或者是否在访问用户空间指针前进行了必要的检查。例如,直接解引用用户空间指针而没有使用copy_from_user或copy_to_user,会导致内核崩溃或数据错误。 可能的解决方法包括:检查系统调用函数的返回值是否正确处理了错误码;确保copy_to_user的返回值被检查并转换为错误码;验证参数是否正确获取,特别是在使用SYSCALL_DEFINEx宏时参数顺序是否正确;检查系统调用号是否正确注册,确保用户空间调用的是正确的系统调用号。 另外,可能需要检查系统调用的签名是否正确,参数类型是否匹配,比如用户空间的指针是否使用__user标记,以帮助静态分析工具检测问题。还有,是否在系统调用中正确处理了上下文,比如是否可能在中断上下文中调用了可能睡眠的函数,导致问题。 总结一下,用户的问题可能出在错误处理、参数传递、copy_to_user的使用以及系统调用定义的正确性上。需要逐一排查这些方面,确保每个步骤都符合Linux内核的开发规范。</think>### 自定义Linux系统调用返回值问题分析及解决方法 #### 一、返回值机制与常见错误 Linux系统调用通过`rax`寄存器传递返回值,若返回值为负数则代表错误码。例如: $$ \text{返回值} = \begin{cases} 非负数 & \text{操作成功} \\ -ERRNO & \text{错误码(如-EFAULT)} \end{cases} $$ **典型错误场景**: 1. **直接返回未转换的负数** 错误示例:`return -1;` 正确做法:使用内核错误码宏,如`return -EFAULT;` 2. **忽略copy_to_user返回值** ```c if (copy_to_user(usr_buf, kernel_buf, size)) return -EFAULT; // 必须检查并返回错误码 ``` #### 二、copy_to_user使用规范 该函数用于从内核空间向用户空间复制数据,返回**未成功拷贝的字节数**(0表示成功)。 **关键注意事项**: 1. **必须验证用户空间指针有效性** 使用`access_ok(VERIFY_WRITE, usr_ptr, size)`检查指针范围和权限[^1]。 2. **避免在原子上下文中操作大内存** 大内存复制可能导致进程休眠,需确保上下文安全。 #### 三、系统调用参数传递机制 x86-64架构参数传递规则: | 参数顺序 | 寄存器 | 用途 | |----------|--------|----------------| | 第1参数 | rdi | 用户空间指针 | | 第2参数 | rsi | 整型参数 | | 第3参数 | rdx | 结构体指针 | **错误案例**: ```c SYSCALL_DEFINE2(linuxtest, int, arg1, char __user *, buf) { // 正确参数顺序应与syscall_table注册一致 } ``` 若参数顺序与注册时不一致,会导致数据错位[^2]。 #### 四、完整问题排查流程 1. **检查系统调用定义** ```c SYSCALL_DEFINE3(linuxtest, int, param1, char __user *, buf, size_t, size) { if (!access_ok(VERIFY_WRITE, buf, size)) return -EFAULT; char kernel_buf[256]; if (copy_from_user(kernel_buf, buf, size)) return -EFAULT; // 处理逻辑 if (copy_to_user(buf, kernel_buf, size)) return -EFAULT; return 0; // 成功返回0 } ``` 2. **验证系统调用号注册** 通过`/proc/kallsyms`确认`sys_linuxtest`地址是否写入`sys_call_table`正确位置。 3. **用户空间测试程序** ```c #include <sys/syscall.h> int main() { char buf[128]; long ret = syscall(__NR_linuxtest, 123, buf, sizeof(buf)); printf("Return: %ld (%s)\n", ret, strerror(-ret)); } ``` #### 五、性能优化建议 1. 对高频调用系统调用,使用`_user_always_check`宏加速指针验证 2. 大数据传输建议改用ioctl或mmap机制
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