當(dāng)前位置:首頁 > 嵌入式 > 嵌入式軟件
[導(dǎo)讀] 系統(tǒng)調(diào)用是應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)內(nèi)核之間的功能接口。其主要目的是使得用戶可以使用操作系統(tǒng)提供的有關(guān)設(shè)備管理、輸入/輸入系統(tǒng)、文件系統(tǒng)和進程控制、通信以及存儲管理等方

 系統(tǒng)調(diào)用是應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)內(nèi)核之間的功能接口。其主要目的是使得用戶可以使用操作系統(tǒng)提供的有關(guān)設(shè)備管理、輸入/輸入系統(tǒng)、文件系統(tǒng)和進程控制、通信以及存儲管理等方面的功能,而不必了解系統(tǒng)程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和有關(guān)硬件細節(jié),從而起到減輕用戶負擔(dān)和保護系統(tǒng)以及提高資源利用率的作用。

Linux操作系統(tǒng)作為自由軟件的代表,它優(yōu)良的性能使得它的應(yīng)用日益廣泛,不僅得到專業(yè)人士的肯定,而且商業(yè)化的應(yīng)用也是如火如荼。在Linux中,大部分的系統(tǒng)調(diào)用包含在Linux的libc庫中,通過標(biāo)準(zhǔn)的C函數(shù)調(diào)用方法可以調(diào)用這些系統(tǒng)調(diào)用。那么,對Linux的發(fā)燒友來說,如何在Linux中增加新的系統(tǒng)調(diào)用呢?

1 Linux系統(tǒng)調(diào)用機制

在Linux系統(tǒng)中,系統(tǒng)調(diào)用是作為一種異常類型實現(xiàn)的。它將執(zhí)行相應(yīng)的機器代碼指令來產(chǎn)生異常信號。產(chǎn)生中斷或異常的重要效果是系統(tǒng)自動將用戶態(tài)切換為核心態(tài)來對它進行處理。這就是說,執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用異常指令時,自動地將系統(tǒng)切換為核心態(tài),并安排異常處理程序的執(zhí)行。Linux用來實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用異常的實際指令是:

QUOTE:

Int $0x80

這一指令使用中斷/異常向量號128(即16進制的80)將控制權(quán)轉(zhuǎn)移給內(nèi)核。為達到在使用系統(tǒng)調(diào)用時不必用機器指令編程,在標(biāo)準(zhǔn)的C語言庫中為每一系統(tǒng)調(diào)用提供了一段短的子程序,完成機器代碼的編程工作。事實上,機器代碼段非常簡短。它所要做的工作只是將送給系統(tǒng)調(diào)用的參數(shù)加載到CPU寄存器中,接著執(zhí)行int $0x80指令。然后運行系統(tǒng)調(diào)用,系統(tǒng)調(diào)用的返回值將送入CPU的一個寄存器中,標(biāo)準(zhǔn)的庫子程序取得這一返回值,并將它送回用戶程序。

為使系統(tǒng)調(diào)用的執(zhí)行成為一項簡單的任務(wù),Linux提供了一組預(yù)處理宏指令。它們可以用在程序中。這些宏指令取一定的參數(shù),然后擴展為調(diào)用指定的系統(tǒng)調(diào)用的函數(shù)。

這些宏指令具有類似下面的名稱格式:

QUOTE:

_syscallN(parameters)

其中N是系統(tǒng)調(diào)用所需的參數(shù)數(shù)目,而parameters則用一組參數(shù)代替。這些參數(shù)使宏指令完成適合于特定的系統(tǒng)調(diào)用的擴展。例如,為了建立調(diào)用setuid()系統(tǒng)調(diào)用的函數(shù),應(yīng)該使用:

QUOTE:

_syscall1( int, setuid, uid_t, uid )

syscallN( )宏指令的第1個參數(shù)int說明產(chǎn)生的函數(shù)的返回值的類型是整型,第2個參數(shù)setuid說明產(chǎn)生的函數(shù)的名稱。后面是系統(tǒng)調(diào)用所需要的每個參數(shù)。這一宏指令后面還有兩個參數(shù)uid_t和uid分別用來指定參數(shù)的類型和名稱。

另外,用作系統(tǒng)調(diào)用的參數(shù)的數(shù)據(jù)類型有一個限制,它們的容量不能超過四個字節(jié)。這是因為執(zhí)行int $0x80指令進行系統(tǒng)調(diào)用時,所有的參數(shù)值都存在32位的CPU寄存器中。使用CPU寄存器傳遞參數(shù)帶來的另一個限制是可以傳送給系統(tǒng)調(diào)用的參數(shù)的數(shù)目。這個限制是最多可以傳遞5個參數(shù)。所以Linux一共定義了6個不同的_syscallN()宏指令,從_syscall0()、_syscall1()直到_syscall5()。

一旦_syscallN()宏指令用特定系統(tǒng)調(diào)用的相應(yīng)參數(shù)進行了擴展,得到的結(jié)果是一個與系統(tǒng)調(diào)用同名的函數(shù),它可以在用戶程序中執(zhí)行這一系統(tǒng)調(diào)用。

2 添加新的系統(tǒng)調(diào)用

如果用戶在Linux中添加新的系統(tǒng)調(diào)用,應(yīng)該遵循幾個步驟才能添加成功,下面幾個步驟詳細說明了添加系統(tǒng)調(diào)用的相關(guān)內(nèi)容。

(1) 添加源代碼

第一個任務(wù)是編寫加到內(nèi)核中的源程序,即將要加到一個內(nèi)核文件中去的一個函數(shù),該函數(shù)的名稱應(yīng)該是新的系統(tǒng)調(diào)用名稱前面加上sys_標(biāo)志。假設(shè)新加的系統(tǒng)調(diào)用為mycall(int number),在/usr/src/linux/kernel/sys.c文件中添加源代碼,如下所示:

QUOTE:

asmlinkage int sys_mycall(int number)

{

return number;

}

作為一個最簡單的例子,我們新加的系統(tǒng)調(diào)用僅僅返回一個整型值。

(2) 連接新的系統(tǒng)調(diào)用

添加新的系統(tǒng)調(diào)用后,下一個任務(wù)是使Linux內(nèi)核的其余部分知道該程序的存在。為了從已有的內(nèi)核程序中增加到新的函數(shù)的連接,需要編輯兩個文件。

在我們所用的Linux內(nèi)核版本(RedHat 6.0,內(nèi)核為2.2.5-15)中,第一個要修改的文件是:

QUOTE:

/usr/src/linux/include/asm-i386/unistd.h

該文件中包含了系統(tǒng)調(diào)用清單,用來給每個系統(tǒng)調(diào)用分配一個唯一的號碼。文件中每一行的格式如下:

QUOTE:

#define __NR_name NNN

其中,name用系統(tǒng)調(diào)用名稱代替,而NNN則是該系統(tǒng)調(diào)用對應(yīng)的號碼。應(yīng)該將新的系統(tǒng)調(diào)用名稱加到清單的最后,并給它分配號碼序列中下一個可用的系統(tǒng)調(diào)用號。我們的系統(tǒng)調(diào)用如下:

QUOTE:

#define __NR_mycall 191

系統(tǒng)調(diào)用號為191,之所以系統(tǒng)調(diào)用號是191,是因為Linux-2.2內(nèi)核自身的系統(tǒng)調(diào)用號碼已經(jīng)用到190。

第二個要修改的文件是:

QUOTE:

/usr/src/linux/arch/i386/kernel/entry.S

該文件中有類似如下的清單:

QUOTE:

.long SYMBOL_NAME()

該清單用來對sys_call_table[]數(shù)組進行初始化。該數(shù)組包含指向內(nèi)核中每個系統(tǒng)調(diào)用的指針。這樣就在數(shù)組中增加了新的內(nèi)核函數(shù)的指針。我們在清單最后添加一行:

QUOTE:

.long SYMBOL_NAME(sys_mycall)

(3) 重建新的Linux內(nèi)核

為使新的系統(tǒng)調(diào)用生效,需要重建Linux的內(nèi)核。這需要以超級用戶身份登錄。

QUOTE:

#pwd

/usr/src/linux

#

超級用戶在當(dāng)前工作目錄(/usr/src/linux)下,才可以重建內(nèi)核。

QUOTE:

#make config

#make dep

#make clearn

#make bzImage

編譯完畢后,系統(tǒng)生成一可用于安裝的、壓縮的內(nèi)核映象文件:

QUOTE:

/usr/src/linux/arch/i386/boot/bzImage

(4) 用新的內(nèi)核啟動系統(tǒng)

要使用新的系統(tǒng)調(diào)用,需要用重建的新內(nèi)核重新引導(dǎo)系統(tǒng)。為此,需要修改/etc/lilo.conf文件,在我們的系統(tǒng)中,該文件內(nèi)容如下:

QUOTE:

boot=/dev/hda

map=/boot/map

install=/boot/boot.b

prompt

timeout=50

image=/boot/vmlinuz-2.2.5-15[!--empirenews.page--]

label=linux

root=/dev/hdb1

read-only

other=/dev/hda1

label=dos

table=/dev/had

首先編輯該文件,添加新的引導(dǎo)內(nèi)核:

QUOTE:

image=/boot/bzImage-new

label=linux-new

root=/dev/hdb1

read-only

添加完畢,該文件內(nèi)容如下所示:

QUOTE:

boot=/dev/hda

map=/boot/map

install=/boot/boot.b

prompt

timeout=50

image=/boot/bzImage-new

label=linux-new

root=/dev/hdb1

read-only

image=/boot/vmlinuz-2.2.5-15

label=linux

root=/dev/hdb1

read-only

other=/dev/hda1

label=dos

table=/dev/hda

這樣,新的內(nèi)核映象bzImage-new成為缺省的引導(dǎo)內(nèi)核。為了使用新的lilo.conf配置文件,還應(yīng)執(zhí)行下面的命令:

QUOTE:

#cp /usr/src/linux/arch/i386/boot/zImage /boot/bzImage-new

其次配置lilo:

QUOTE:

# /sbin/lilo

現(xiàn)在,當(dāng)重新引導(dǎo)系統(tǒng)時,在boot:提示符后面有三種選擇:linux-new 、linux、dos,新內(nèi)核成為缺省的引導(dǎo)內(nèi)核。

至此,新的Linux內(nèi)核已經(jīng)建立,新添加的系統(tǒng)調(diào)用已成為操作系統(tǒng)的一部分,重新啟動Linux,用戶就可以在應(yīng)用程序中使用該系統(tǒng)調(diào)用了。

(5)使用新的系統(tǒng)調(diào)用

在應(yīng)用程序中使用新添加的系統(tǒng)調(diào)用mycall。同樣為實驗?zāi)康?,我們寫了一個簡單的例子xtdy.c。

QUOTE:

/* xtdy.c */

#include

_syscall1(int,mycall,int,ret)

main()

{

printf("%d \n

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫毥谦F公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關(guān)鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險,如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機 衛(wèi)星通信

要點: 有效應(yīng)對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強核心競爭優(yōu)勢...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運營商 數(shù)字經(jīng)濟

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術(shù)學(xué)會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(shù)(集團)股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉