专题**-Linux系统调用

最新推荐文章于 2022-09-15 14:53:00 发布

qq_SeaflyDennis

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分类专栏：内核驱动奥秘多系列文章标签：系统调用

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本文深入讲解了系统调用的基本概念及其实现原理。包括系统调用的定义、工作流程、内核空间与用户空间的实现方式，并通过实例展示了如何在Linux环境下新增一个系统调用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

系统调用理论知识

什么是系统调用？

如open(), close(), read(), write()等等。Linux被分为用户空间和内核空间，在内核空间我们实现了某个函数，这个函数要在用户空间被引用到；像read()函数的实现体不在C库也不在其他应用程序，而是来自于内核空间。

系统调用工作流程

应用程序通过系统调用从用户空间进入内核空间需要swi(软中断ARM指令)来切换到内核空间，在内核中系统调用中的每个函数都被编号，把编号赋给r7，内核代码首先从r7取出编号，利用编号作为偏移找到相应系统调用函数。

内核空间的系统调用函数实现

我们将新的系统调用函数实现写入一个内核文件printk.c中：

extern void my_syscall(void)
{
    printk (“this is a new syscall!\n”);
}

通过<linux/unistd.h>我们找到<asm/unistd.h> 然后在unistd.h中添加新的系统调用函数(arch/arm/include/asm/unistd.h)

#define __NR_pk             (__NR_SYSCALL_BASE+365)

在系统调用列表最后添加:注意偏移量必须与call.S中的一致。

在相关处理器的calls.S中追加如下函数：（arch/arm/kernel/calls.S）
添加如下代码：CALL(my_syscall)

然后重新编译内核并烧写到开发板：

[root@redhat6 linux-mini2440]# make uImage ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-
LD      arch/arm/boot/compressed/vmlinux
OBJCOPY arch/arm/boot/zImage
Kernel: arch/arm/boot/zImage is ready
UIMAGE  arch/arm/boot/uImage
Image Name:   Linux-2.6.32.2-FriendlyARM
Created:      Mon Oct 31 19:43:02 2016
Image Type:   ARM Linux Kernel Image (uncompressed)
Data Size:    2287096 Bytes = 2233.49 kB = 2.18 MB
Load Address: 30008000
Entry Point:  30008000
Image arch/arm/boot/uImage is ready
[root@redhat6 linux-mini2440]# cp arch/arm/boot/uImage /tftpboot/
cp: overwrite `/tftpboot/uImage'? y
[root@redhat6 linux-mini2440]#

用户空间的系统调用函数实现

编写应用层系统调用函数：

extern void pk(void) //系统调用用户空间接口函数
{
    __asm__ volatile ( 
    "ldr r7,=365\n"
    "swi\n"
    : 
    : 
    :"memory"
    );
}

int main (void)
{
    pk();//测试程序使用接口函数来调用新的系统调用
    return 0; 
}

静态交叉编译开发板测试程序：

[root@redhat6 test]# arm-linux-gcc -static syscall.c -Os -o  syscall
[root@redhat6 test]# ls -sh
total 576K
572K syscall  4.0K syscall.c
[root@redhat6 test]# cp syscall /home/redhat6/rootfs/
cp: overwrite `/home/redhat6/rootfs/syscall'? y
[root@redhat6 test]#

应用程序在开发板上测试：

# ls
bin       hello.ko  initrd    media     sbin      syscall   usr
dev       home      lib       mnt       sqlite3   tmp       var
etc       init      linuxrc   proc      sys       uImage
# ./syscall 
info: this is a new syscall
#