/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *系统调用 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
<强>(1)什么是系统调用强>
系统调用是内核和应用程序间的接口,应用程序要访问硬件设备和其他操作系统资源,必须通过系统调用来完成。
在linux中,系统调用是用户空间访问内核的唯一手段,除异常和中断外,他们是内核唯一的合法入口。系统调用的数量很少,在i386上只有大概300个左右。
<强> (2)c库和系统调用的关系强>
应用程序员通过C库中的应用程序接口(API)而不是直接通过系统调用来编程C库中的函数可以不调用系统调用,也可以只是简单封装一个系统调用,还可以通过调用多个系统调用来实现一个功能。
应用程序,在C库——祝辞内核的系统调用
从程序员的角度来看,系统调用无关紧要,他们只需要跟API打交道就可以了;
从内核的角度来看,内核只跟系统调用打交道,库函数及应用程序怎么使用系统调用不是内核所关心的。
unix的系统调用抽象出了用于完成某种特定目的的函数,而怎么使用这些函数则是用户的事情,内核并不关心。
<强>(3)在内核中实现的系统调用函数强>
在用户空间中使用系统调用例子
# include & lt; unistd.h> getpid ();
经过glibc库的封装,最终会调用内核中内核/timer.c中的函数sys_getpid。见该函数。内核中所有的系统调用函数都用sys_开头。
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<李> asmlinkage 通知编译器,使用局部堆栈来传递参数李>
<李> FASTCALL宏,通知编译器,使用寄存器来传递参数李>
<>强(4)系统调用号强>
因为系统调用要从用户空间进入内核空间,所以不可能通过简单的函数调用完成,必须通过一些处理器支持的特殊机制(所谓的软中断)。
在x86上,这一特殊机制就是汇编指令int 0 x80美元,而在手臂上,就是汇编指令瑞士。
这条指令被封装到C库中的函数里,当程序执行到这一条指令后,cpu会进入一个特殊的异常模式(或软中断模式),并将程序指针跳转到特点的位置(如手臂为中断向量表的0×8处)。
内核中实现了很多的系统调用,这些系统调用的地址被按顺序放在一个系统调用表中,这个表是一个名为sys_call_table的数组,共有NR_syscalls个表项。通过这个表,就可以调用到内核定义的所以sys_函数
调用汇编指令int 0 x80美元或瑞士时,要同时传递一个系统调用号,这个系统调用号将作为索引,从sys_call_table中选择对应的系统调用。
int80将系统调用号保存在eax寄存器中,而瑞士将其直接集成在指令中(如瑞士0 x124)。
<>强(5)系统调用的实现机制强>
内核中处理系统调用的函数定义在arch/i386/kernel/entry.s中的system_call,而手臂系统在arch/胳膊/内核/entry-common.s中的vector_swi.x86系统的系统调用表定义在arch/i386/kernel/syscall_table.s(或直接定义在entry.s)中,而手臂定义在arch/胳膊/内核/calls.s中系统调用号定义在包括/asm/unistd.h中
<强>(6)要实现系统调用需注意哪些方面强>
给linux添加一个系统调用不难,但怎么设计和实现一个系统调用是难题所在.linux不提倡采用多用途的系统调用(根据不同的参数提供不同的功能)。
系统调用必须仔细检查传入参数的有效性,尤其是用户提供的指针,必须确保:
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<李> *指针指向的内存区域属于用户空间,进程不能哄骗内核去读内核空间的数据李>
<李> *指针指向的内存区域属于进程的地址空间,不能哄骗内核去读其他进程的数据李>
<李> *进程不能绕过内存访问权限。李>
内核在执行系统调用的时候处于进程上下文,可以休眠,也可以被抢占,所以必须保证系统调用是可重入的。
<强>(7)一个系统调用的例子(包括内核的修改和用户空间程序的实现)强>
实现一个系统调用sys_foo
。添加系统调用号
修改<代码>包括/asm/unistd。h> 代码,加入:<代码> # define __NR_foo 289, 代码>,并修改:<代码> # define NR_syscalls 290 代码>
b。在系统调用表中添加
修改arch/i386/kernel/entry.s或syscall_table.s,加入:
<代码>。长sys_foo 代码>