linux系统调用

1.定义

       一般情况下，用户进程是不能访问内核的。它既不能访问内核中的数据，也不能调用内核中的函数。但系统调用是一个例外。Linux内核中设置了一组用于实现各种系统功能的函数，称为系统调用。用户可以通过系统调用命令在自己的应用程序中调用它们。

2.和函数调用的区别

       系统调用和普通的函数调用非常相似，区别仅仅在于，系统调用由操作系统内核实现，运行于内核态；而普通的函数调用由函数库或用户自己提供，运行于用户态。

3.库函数

        Linux系统还提供了一些C语言函数库，这些库函数对系统调用进行了一些包装和扩展。

4.系统调用数

        在2.6.36/2.6.38 版内核中，共有系统调用369个，可在arch/arm/include/asm/unistd.h中找到它们。

5.工作原理概述

        void main()

        {

               creat(“testfile”,0666)<0)

        }

        应用程序首先用适当的值填充寄存器，然后调用一个特殊的指令跳转到内核某一固定的位置，内核根据应用程序所填充的固定值来找到相应的函数执行。

      （1） 适当的值

                在文件include/asm/unistd.h中为每个系统调用规定了唯一的编号，这个号称为系统调用号

                #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)

      （2） 特殊的指令

                在Intel CPU中，这个指令由中断0x80实现。

                在ARM中，这个指令是SWI（已经重命名为SVC指令）。

      （3） 固定的位置

                在ARM体系中，应用程序跳转到的固定内核位置是ENTRY(vector_swi) <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找到相应的内核函数。

                CALL(sys_restart_syscall)

                CALL(sys_exit)

                CALL(sys_fork_wrapper)

6.实现系统调用

        向内核中添加新的系统调用，需要执行 3个步骤：

      （1）   添加新的内核函数

      （2）   更新头文件 unistd.h

      （3）   针对这个新函数更新系统调用表calls.S

7.系统调用举例

      （1）  在kernel/sys.c中添加函数：

                 asmlinkage int sys_add(int a, int b)

                 {

                          return a+b;

                 }

                 /* asmlinkage：使用栈传递参数 */

      （2） 在arch/arm/include/asm/unistd.h中添

                加如下代码：

                #define __NR_add    (__NR_SYSCALL_BASE+370)

      （3） 在arch/arm/kernel/calls.S中添加代码，指向新实现的系统调用函数：

                CALL(sys_add)

      （4）使用系统调用

#include<stdio.h>#include<linux/unistd.h>int main(){        int result;        result=syscall(370,3,4);        printf("result=%d\n",result);        return 0;}