Linux 下系统调用的三种方法

Linux系统调用全过程详解 系统调用(SYSTEM CALL) OS内核中都有一组实现系统功能的过程,系统调用就是对上述过程的调用。编程人员利用系统调用,向OS提出服务请求,由OS代为完成。 一般情况下,进程是不能够存取系统内核的。它不能存取内核使用的内存段,也不能调用内核函数,CPU的硬件结构保证了这一点。只有系统调用是一个例外。 统调用是用户态进入内核态的唯一入口:一夫当关,万夫莫开。常用系统调用: 控制硬... 阅读详情

系统调用(System Call)是操作系统为在用户态运行的进程与硬件设备(如CPU、磁盘、打印机等)进行交互提供的一组接口。当用户进程需要发生系统调用时,CPU 通过软中断切换到内核态开始执行内核系统调用函数。下面介绍Linux 下三种发生系统调用的方法:

通过 glibc 提供的库函数

glibc 是 Linux 下使用的开源的标准 C 库,它是 GNU 发布的 libc 库,即运行时库。glibc 为程序员提供丰富的 API(Application Programming Interface),除了例如字符串处理、数学运算等用户态服务之外,最重要的是封装了操作系统提供的系统服务,即系统调用的封装。那么glibc提供的系统调用API与内核特定的系统调用之间的关系是什么呢?

  • 通常情况,每个特定的系统调用对应了至少一个 glibc 封装的库函数,如系统提供的打开文件系统调用 sys_open 对应的是 glibc 中的 open 函数;
  • 其次,glibc 一个单独的 API 可能调用多个系统调用,如 glibc 提供的 printf 函数就会调用如 sys_open、sys_mmap、sys_write、sys_close 等等系统调用;
  • 另外,多个 API 也可能只对应同一个系统调用,如glibc 下实现的 malloc、calloc、free 等函数用来分配和释放内存,都利用了内核的 sys_brk 的系统调用。

举例来说,我们通过 glibc 提供的chmod 函数来改变文件 etc/passwd 的属性为 444:

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>

int main()
{
        int rc;

        rc = chmod("/etc/passwd", 0444);
        if (rc == -1)
                fprintf(stderr, "chmod failed, errno = %d\n", errno);
        else
                printf("chmod success!\n");
        return 0;
}

在普通用户下编译运用,输出结果为:

chmod failed, errno = 1

上面系统调用返回的值为-1,说明系统调用失败,错误码为1,在 /usr/include/asm-generic/errno-base.h 文件中有如下错误代码说明:

#define EPERM       1                /* Operation not permitted */

即无权限进行该操作,我们以普通用户权限是无法修改 /etc/passwd 文件的属性的,结果正确。

使用 syscall 直接调用

使用上面的方法有很多好处,首先你无须知道更多的细节,如 chmod 系统调用号,你只需了解 glibc 提供的 API 的原型;其次,该方法具有更好的移植性,你可以很轻松将该程序移植到其他平台,或者将 glibc 库换成其它库,程序只需做少量改动。
但有点不足是,如果 glibc 没有封装某个内核提供的系统调用时,我就没办法通过上面的方法来调用该系统调用。如我自己通过编译内核增加了一个系统调用,这时 glibc 不可能有你新增系统调用的封装 API,此时我们可以利用 glibc 提供的syscall 函数直接调用。该函数定义在 unistd.h 头文件中,函数原型如下:

long int syscall (long int sysno, ...)
  • sysno 是系统调用号,每个系统调用都有唯一的系统调用号来标识。在 sys/syscall.h 中有所有可能的系统调用号的宏定义。
  • ... 为剩余可变长的参数,为系统调用所带的参数,根据系统调用的不同,可带0~5个不等的参数,如果超过特定系统调用能带的参数,多余的参数被忽略。
  • 返回值 该函数返回值为特定系统调用的返回值,在系统调用成功之后你可以将该返回值转化为特定的类型,如果系统调用失败则返回 -1,错误代码存放在 errno 中。

还以上面修改 /etc/passwd 文件的属性为例,这次使用 syscall 直接调用:

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <errno.h>

int main()
{
        int rc;
        rc = syscall(SYS_chmod, "/etc/passwd", 0444);

        if (rc == -1)
                fprintf(stderr, "chmod failed, errno = %d\n", errno);
        else
                printf("chmod succeess!\n");
        return 0;
}

在普通用户下编译执行,输出的结果与上例相同。

通过 int 指令陷入

如果我们知道系统调用的整个过程的话,应该就能知道用户态程序通过软中断指令int 0x80 来陷入内核态(在Intel Pentium II 又引入了sysenter指令),参数的传递是通过寄存器,eax 传递的是系统调用号,ebx、ecx、edx、esi和edi 来依次传递最多五个参数,当系统调用返回时,返回值存放在 eax 中。

仍然以上面的修改文件属性为例,将调用系统调用那段写成内联汇编代码:

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <errno.h>

int main()
{
        long rc;
        char *file_name = "/etc/passwd";
        unsigned short mode = 0444;

        asm(
                "int $0x80"
                : "=a" (rc)
                : "0" (SYS_chmod), "b" ((long)file_name), "c" ((long)mode)
        );

        if ((unsigned long)rc >= (unsigned long)-132) {
                errno = -rc;
                rc = -1;
        }

        if (rc == -1)
                fprintf(stderr, "chmode failed, errno = %d\n", errno);
        else
                printf("success!\n");

        return 0;
}

如果 eax 寄存器存放的返回值(存放在变量 rc 中)在 -1~-132 之间,就必须要解释为出错码(在/usr/include/asm-generic/errno.h 文件中定义的最大出错码为 132),这时,将错误码写入 errno 中,置系统调用返回值为 -1;否则返回的是 eax 中的值。

上面程序在 32位Linux下以普通用户权限编译运行结果与前面两个相同!


参考资料

  • Understanding The Linux Kernel, the 3rd edtion
  • The GNU C Library Reference Manual, for version 2.18
linux系统调用 介绍linux系统编程,文件io相关内容 阅读详情

相关推荐

Intel Arc显卡玩《三角洲行动》报错?手把手教你修改注册表跳过验证

本文针对Intel Arc显卡用户在运行《三角洲行动》时遇到的驱动验证报错问题,提供了详细的解决方案。通过安全修改Windows注册表,添加特定键值以跳过游戏驱动兼容性验证,并结合游戏内图形设置与Intel驱动面板的优化建议,旨在帮助玩家顺利进入游戏并提升游戏帧率与运行稳定性。

weixin_29310605的博客 695

【Linux】Linux系统调用

>- **操作系统**——管理计算机硬件与软件资源的软件,是用户和系统交互的操作接口,为它上面运行的程序提供服务。 >- **操作系统内核**——操作系统的内核,负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统。一个内核不是一套完整的操作系统。例如Linux。 >- **Linux操作系统**——基于Linux内核的操作系统。通常由Linux内核、shell(特殊的应用程序,提供运行其他程序的接口)、文件系统和应用程序组成。常见的有:Redhat、Fedora、Centos、Ubuntu和Androi

半生瓜のblog 4623

RIGOL DS1102E示波器新手必看:从开机到捕获第一个波形的5分钟指南

本文为RIGOL DS1102E示波器新手提供了一份快速上手指南。内容涵盖从开机、探头校准到捕获第一个波形的完整流程,重点解析了触发设置、自动测量等核心操作,并指出了探头衰减比设置等常见误区,帮助用户快速掌握这款经典数字示波器的基本使用方法。

dream的博客 739

linux中的系统调用

前言:本文只讨论linux中的系统调用,不考虑windows等其他操作系统。 两个问题: 1.系统调用时,进程调用的是进程吗? 答:进程调用的是操作系统的内核函数,不是进程。 2.系统调用时,会出现上下文切换吗? 答:会出现上下文切换,但和进程调度时的上下文切换还是有区别的。 早期,内存使用的是哈佛结构,即程序和数据分开存储。到了现代,内存使用的是冯诺依曼结构,即程序和数据存储在一起。 在linux中,内存又被分为两部分:内核部分和进程部分。内核部分归操作系统内核使用,进程部分归进程使用。 出于安全考虑,进

u011159820的博客 5333

【BlueDroid】【PBAP】蓝牙电话本协议之同步通讯录分析(超详细)

Header - Type = "x-bt/vcard-listing":代表了该Request对应的Function为PullvCardListing;Profile:PBAP (4),上层应用层协议为PBAP,OBEX协议的上层应用层协议除了PBAP,还有OPP、MAP协议;Response in Frame:该request frame-485对应的Response frame为489;在PBAP协议同步通讯录和通讯记录中,都是基于OBEX协议实现的,PBAP协议作为了应用层协议;

风云说通信 2071

SAP ATP可用性检查简介

系统中建立此单时,SAP就会做一个所谓的检查,检查一下我们预先设定的考虑因素,能否满足客户的要求,什么时候可以满足,这就是可用性检查的功能。2、同样的在创建生产订单的时候也有ATP的检查,生产订单是100PC,要求2024-07-01生产完成,系统就会根据配置进行物料的可用性的检查,看物料是否能够满足生产同时能够满足交期。14: 表示相关预留的选项,与10的区别在于,10是一般是表示我们用MB21建立的,而14是表示由于相关预留,即此预留是来自于其他物料,如生产订单所产生的预留。

我小时候很黑的博客 3377

介绍-Linux 下系统调用的三种方法

Linux 下系统调用的三种方法 转载自:http://www.cnblogs.com/hazir/p/three_methods_of_syscall.html 系统调用(System Call)是操作系统为在用户态运行的进程与硬件设备(如CPU、磁盘、打印机等)进行交互提供的一组接口。当用户进程需要发生系统调用时,CPU 通过软中断切换到内核态开始执行内核系统调用函数。下面介绍

ty的专栏 596

YOLOv11 改进 - 下采样 | 轻量化突破:ADown 下采样让 YOLOv11 参量减、精度升

本文介绍了一种轻量级的特征下采样模块 ADown,它结合平均池化与最大池化策略,实现更有效的信息保留与压缩。在传统卷积网络中,特征下采样常造成信息损失,而 ADown 通过双通道并行结构优化了下采样效果,提升了模型的表达能力。在 YOLOv11 中引入 ADown 替换原有的下采样模块后,网络在保持高效性的同时,显著提升了目标检测的精度与稳定性。文章详细介绍了 ADown 的核心代码实现、模块注册流程以及 YOLOv11-ADown 模型的配置和训练方法,为轻量化目标检测模型的优化提供了实用参考。

魔改工程师的博客 1480

syscall指令_Linux 下系统调用的三种方法

系统调用(System Call)是操作系统为在用户态运行的进程与硬件设备(如CPU、磁盘、打印机等)进行交互提供的一组接口。当用户进程需要发生系统调用时,CPU 通过软中断切换到内核态开始执行内核系统调用函数。下面介绍Linux 下三种发生系统调用的方法:通过 glibc 提供的库函数glibc 是 Linux 下使用的开源的标准 C 库,它是 GNU 发布的 libc 库,即运行时库。glib...

weixin_34478373的博客 2023

自动化Google Chrome的强大工具:chromedriver下载、安装、简单使用

本文介绍了 ChromeDriver 的基本概念和安装配置方法,重点讲解了如何通过 Selenium 实现 Chrome 浏览器的自动化测试。内容涵盖了 ChromeDriver 下载、版本匹配、依赖引入和简单的自动化测试脚本示例,帮助读者快速上手并避免常见问题。

曾经“等你生日那天”都遥远得像未来,如今却可欢愉的挥手说“下个十年见” 88万+

【自适应调制】自适应调制解调通信链路误码率matlab仿真与分析

BPSK中的B是“Binary”的意思,也就是有两个变化状态,比如说相位上的“+90°(代表1)、-90°(代表0)”,一个状态代表的就是一个比特。QPSK的“Q”是“Quadrature”的意思,有四个变化状态,如相位上的“+45°(代表00)、-45°(代表11)、+135°(代表10)、-135°(代表01)”,那么一个状态就代表两个比特的信息,如图2所示。同理8PSK的一个状态代表三个比特。但是功率资源并不是无限的,基站总的发射功率是一定的,为了充分利用所有的功率,采用的就是AMC技术。

FPGA/MATLAB学习教程/源码/项目合作开发 1833

三种方法实现Linux系统调用

这篇文章主要介绍了三种方法实现Linux系统调用,感兴趣的朋友可以参考一下系统调用(System Call)是操作系统为在用户态运行的进程与硬件设备(如CPU、磁盘、打印机等)进行交互提供的一组接口。当用户进程需要发生系统调用时,CPU 通过软中断切换到内核态开始执行内核系统调用函数。下面介绍Linux 下三种发生系统调用的方法: 一、通过 glibc 提供的库函数glibc 是 Linux 下...

weixin_33893473的博客 423

《网络存储技术》形考实训4:为小微企业搭建基于Windows Server的文件共享与权限管理服务

本文介绍了在域环境下部署DFS分布式文件系统的完整流程。项目目标是将3台存储服务器(NS1、NS2、NS3)上的多个共享文件夹通过DFS命名空间进行统一整合,使员工可通过单一访问路径访问所有资源。实施步骤包括:1)搭建AD域环境并创建用户/组;2)将存储服务器加入域并配置共享权限;3)在域控制器安装DFS命名空间角色;4)创建基于域的命名空间(\xc.cn\共享);5)将各服务器共享文件夹映射到命名空间;6)进行客户端访问验证。通过DFS实现了物理存储位置不变情况下的逻辑统一访问,提高了文件管理的便捷性和可

深耕计算机专业知识与技术。 946

linux系统调用的三种方法

系统调用(System Call)是操作系统为在用户态运行的进程与硬件设备(如CPU、磁盘、打印机等)进行交互提供的一组接口。当用户进程需要发生系统调用时,CPU 通过软中断切换到内核态开始执行内核系统调用函数。 下面介绍Linux 下三种发生系统调用的方法: 1、通过 glibc 提供的库函数: glibc 是 Linux 下使用的开源的标准 C 库,它是 GNU 发布的 libc 库,即运行时库。glibc 为程序员提供丰富的 API(Application Programming Interfa

赶路人儿 4449

大中型超市收银系统(可直接运行)

光步前台收银系统系统功能:商品销售、商品退货、挂单、收银员权限、会员销售、单品取消、整单取消、商品查询、脱机销售、脱机数据上传,基本资料下载,开钱箱、小票打印、收款结算,支持多币种付款方式(现金、储值卡、礼券、微信等),支持多种促销。运行环境:.net 4.0登陆信息用户名:1001 密码:123456内置商品信息,商品编码可输入00001000 - 00010000,测试效果相关功能键F5 结算 F9挂单 F11商品查询 F8退货 Insert单品取消 Del整单取消 F12开钱箱F2 会员 Ctrl+Z退出系统 Home 锁屏 相关源码待公开

pscad IEEE标准系统搭建说明

pscad IEEE标准系统搭建说明,包含典型的IEEE 9节点、14节点、30节点、39节点和118节点系统。内含标准测试系统的原始数据和潮流结果。

三种方法实现Linux系统调用方法分享

系统调用(System Call)是操作系统为在用户态运行的进程与硬件设备(如CPU、磁盘、打印机等)进行交互提供的一组接口。当用户进程需要发生系统调用时,CPU 通过软中断切换到内核态开始执行内核系统调用函数。下面介绍Linux 下三种发生系统调用的方法: 一、通过 glibc 提供的库函数 glibc 是 Linux 下使用的开源的标准 C 库,它是 GNU 发布的 libc 库,即运行时库。...

sakura379的博客 511

数学建模模型总结

这是本人在两年内准备参加数学建模竞赛搜集到的模型资料,已经经过了本人的筛选和整理,希望能够对准备参加数学建模竞赛的学弟学妹们提供一些帮助!

上一篇: 《深入理解Linux内核》软中断/tasklet/工作队列
下一篇: jessezeng TCP协议端口状态说明:CLOSE-WAIT、TIME-WAIT 、LISTENING、SYN_SENT、ESTABLISHED、LAST-ACK ...
wdsfup
博客等级 码龄20年 31粉丝 13原创
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付:10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值