系统调用 linux linux系统的电脑

如何在Linux内核里增加一个系统调用

一、Linux0.11下添加系统调用：

我在bochs2.2.1中对linux0.11内核添加了一个新的系统调用，步骤如下：

1./usr/src/linux/include/unistd.h中添加：#define __NR_mytest 87

然后在下面声明函数原型：int mytest();

2./usr/src/linux/include/linux/sys.h中添加:extern int sys_mytest();

然后在sys_call_table中最后加上sys_mytest；

3.在/usr/src/linux/kernel/sys.c中添加函数实现如下：

int sys_mytest(){

printk("This is a test!");

return 123;

}

4.在/usr/src/linux/kernel/system_call.s中对系统调用号加1（原来是86改成了87）

5.然后到/usr/src/linux目录下编译内核make clean; make Image

6. cp/usr/src/linux/include/unistd.h/usr/include/unistd.h

7. reset bochs

8.在/usr/root中生成test.c文件如下：

#define __LIBRARY__

#include<unistd.h>

_syscall0(int,mytest)

int main(){

int a;

a= mytest();

printf("%d", a);

return 0;

}

9.然后gcc test.c编译之后运行a.out，前面所有步骤都通过，但是每次调用都是返回-1，然后我查过errno为1（表示操作不允许），就不知道为什么了？

系统知道的高手们能够告知一下，不胜感激！这个问题困扰我很久了！

二、新Linux内核添加系统调用

如何在Linux系统中添加新的系统调用

系统调用是应用程序和操作系统内核之间的功能接口。其主要目的是使得用户可以使用操作系统提供的有关设备管理、输入/输入系统、文件系统和进程控制、通信以及存储管理等方面的功能，而不必了解系统程序的内部结构和有关硬件细节，从而起到减轻用户负担和保护系统以及提高资源利用率的作用。

Linux操作系统作为自由软件的代表，它优良的性能使得它的应用日益广泛，不仅得到专业人士的肯定，而且商业化的应用也是如火如荼。在Linux中，大部分的系统调用包含在Linux的libc库中，通过标准的C函数调用方法可以调用这些系统调用。那么，对Linux的发烧友来说，如何在Linux中增加新的系统调用呢？

1 Linux系统调用机制

在Linux系统中，系统调用是作为一种异常类型实现的。它将执行相应的机器代码指令来产生异常信号。产生中断或异常的重要效果是系统自动将用户态切换为核心态来对它进行处理。这就是说，执行系统调用异常指令时，自动地将系统切换为核心态，并安排异常处理程序的执行。Linux用来实现系统调用异常的实际指令是：

Int$0x80

这一指令使用中断/异常向量号128（即16进制的80）将控制权转移给内核。为达到在使用系统调用时不必用机器指令编程，在标准的C语言库中为每一系统调用提供了一段短的子程序，完成机器代码的编程工作。事实上，机器代码段非常简短。它所要做的工作只是将送给系统调用的参数加载到CPU寄存器中，接着执行int$0x80指令。然后运行系统调用，系统调用的返回值将送入CPU的一个寄存器中，标准的库子程序取得这一返回值，并将它送回用户程序。

为使系统调用的执行成为一项简单的任务，Linux提供了一组预处理宏指令。它们可以用在程序中。这些宏指令取一定的参数，然后扩展为调用指定的系统调用的函数。

这些宏指令具有类似下面的名称格式：

_syscallN（parameters）

其中N是系统调用所需的参数数目，而parameters则用一组参数代替。这些参数使宏指令完成适合于特定的系统调用的扩展。例如，为了建立调用setuid（）系统调用的函数，应该使用：

_syscall1（ int， setuid， uid_t， uid）

syscallN（）宏指令的第1个参数int说明产生的函数的返回值的类型是整型，第2个参数setuid说明产生的函数的名称。后面是系统调用所需要的每个参数。这一宏指令后面还有两个参数uid_t和uid分别用来指定参数的类型和名称。

另外，用作系统调用的参数的数据类型有一个限制，它们的容量不能超过四个字节。这是因为执行int$0x80指令进行系统调用时，所有的参数值都存在32位的CPU寄存器中。使用CPU寄存器传递参数带来的另一个限制是可以传送给系统调用的参数的数目。这个限制是最多可以传递5个参数。所以Linux一共定义了6个不同的_syscallN（）宏指令，从_syscall0（）、_syscall1（）直到_syscall5（）。

一旦_syscallN（）宏指令用特定系统调用的相应参数进行了扩展，得到的结果是一个与系统调用同名的函数，它可以在用户程序中执行这一系统调用。

2添加新的系统调用

如果用户在Linux中添加新的系统调用，应该遵循几个步骤才能添加成功，下面几个步骤详细说明了添加系统调用的相关内容。

（1）添加源代码

第一个任务是编写加到内核中的源程序，即将要加到一个内核文件中去的一个函数，该函数的名称应该是新的系统调用名称前面加上sys_标志。假设新加的系统调用为mycall(int number)，在/usr/src/linux/kernel/sys.c文件中添加源代码，如下所示：

asmlinkage int sys_mycall(int number)

{

return number;

}

作为一个最简单的例子，我们新加的系统调用仅仅返回一个整型值。

（2）连接新的系统调用

添加新的系统调用后，下一个任务是使Linux内核的其余部分知道该程序的存在。为了从已有的内核程序中增加到新的函数的连接，需要编辑两个文件。

在我们所用的Linux内核版本（RedHat 6.0，内核为2.2.5-15）中，第一个要修改的文件是：

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

该文件中包含了系统调用清单，用来给每个系统调用分配一个唯一的号码。文件中每一行的格式如下：

#define __NR_name NNN

其中，name用系统调用名称代替，而NNN则是该系统调用对应的号码。应该将新的系统调用名称加到清单的最后，并给它分配号码序列中下一个可用的系统调用号。我们的系统调用如下：

#define __NR_mycall 191

系统调用号为191，之所以系统调用号是191，是因为Linux-2.2内核自身的系统调用号码已经用到190。

第二个要修改的文件是：

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

该文件中有类似如下的清单：

.long SYMBOL_NAME（）

该清单用来对sys_call_table[]数组进行初始化。该数组包含指向内核中每个系统调用的指针。这样就在数组中增加了新的内核函数的指针。我们在清单最后添加一行：

.long SYMBOL_NAME(sys_mycall)

（3）重建新的Linux内核

为使新的系统调用生效，需要重建Linux的内核。这需要以超级用户身份登录。

#pwd

/usr/src/linux

#

超级用户在当前工作目录（/usr/src/linux）下，才可以重建内核。

#make config

#make dep

#make clearn

#make bzImage

编译完毕后，系统生成一可用于安装的、压缩的内核映象文件：

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

（4）用新的内核启动系统

要使用新的系统调用，需要用重建的新内核重新引导系统。为此，需要修改/etc/lilo.conf文件，在我们的系统中，该文件内容如下：

boot=/dev/hda

map=/boot/map

install=/boot/boot.b

prompt

timeout=50

image=/boot/vmlinuz-2.2.5-15

label=linux

root=/dev/hdb1

read-only

other=/dev/hda1

label=dos

table=/dev/had

首先编辑该文件，添加新的引导内核：

image=/boot/bzImage-new

label=linux-new

root=/dev/hdb1

read-only

添加完毕，该文件内容如下所示：

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

这样，新的内核映象bzImage-new成为缺省的引导内核。为了使用新的lilo.conf配置文件，还应执行下面的命令：

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

其次配置lilo:

#/sbin/lilo

现在，当重新引导系统时，在boot:提示符后面有三种选择：linux-new、linux、dos，新内核成为缺省的引导内核。

至此，新的Linux内核已经建立，新添加的系统调用已成为操作系统的一部分，重新启动Linux，用户就可以在应用程序中使用该系统调用了。

（5）使用新的系统调用

在应用程序中使用新添加的系统调用mycall。同样为实验目的，我们写了一个简单的例子xtdy.c。

/* xtdy.c*/

#include

_syscall1(int,mycall,int,ret)

main()

{

printf("%d\n",mycall(100));

}

编译该程序：

# cc-o xtdy xtdy.c

执行：

# xtdy

结果：

# 100

注意，由于使用了系统调用，编译和执行程序时，用户都应该是超级用户身份。

如何实现一个新的linux系统调用

.三种方法实现Linux系统调用

投稿：lijiao字体：[增加减小]类型：转载时间：2016-01-03我要评论

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？

1.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；

2.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；

3.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。

二、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。。。三、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。

linux系统调用和库函数调用的区别

Linux下对文件操作有两种方式：系统调用(system call)和库函数调用(Library functions)。系统调用实际上就是指最底层的一个调用，在linux程序设计里面就是底层调用的意思。面向的是硬件。而库函数调用则面向的是应用开发的，相当于应用程序的api,采用这样的方式有很多种原因，第一：双缓冲技术的实现。第二，可移植性。第三，底层调用本身的一些性能方面的缺陷。第四：让api也可以有了级别和专门的工作面向。

1、系统调用

系统调用提供的函数如open, close, read, write, ioctl等，需包含头文件unistd.h.以write为例：其函数原型为 size_t write(int fd, const void*buf, size_t nbytes)，其操作对象为文件描述符或文件句柄fd(file descriptor)，要想写一个文件，必须先以可写权限用open系统调用打开一个文件，获得所打开文件的fd,例如 fd=open(\“/dev/video\”, O_RDWR)。fd是一个整型值，每新打开一个文件，所获得的fd为当前最大fd加1.Linux系统默认分配了3个文件描述符值：0-standard input,1-standard output,2-standard error.

系统调用通常用于底层文件访问(low-level file access)，例如在驱动程序中对设备文件的直接访问。

系统调用是操作系统相关的，因此一般没有跨操作系统的可移植性。

系统调用发生在内核空间，因此如果在用户空间的一般应用程序中使用系统调用来进行文件操作，会有用户空间到内核空间切换的开销。事实上，即使在用户空间使用库函数来对文件进行操作，因为文件总是存在于存储介质上，因此不管是读写操作，都是对硬件(存储器)的操作，都必然会引起系统调用。也就是说，库函数对文件的操作实际上是通过系统调用来实现的。例如C库函数fwrite()就是通过write()系统调用来实现的。

这样的话，使用库函数也有系统调用的开销，为什么不直接使用系统调用呢？这是因为，读写文件通常是大量的数据(这种大量是相对于底层驱动的系统调用所实现的数据操作单位而言)，这时，使用库函数就可以大大减少系统调用的次数。这一结果又缘于缓冲区技术。在用户空间和内核空间，对文件操作都使用了缓冲区，例如用fwrite写文件，都是先将内容写到用户空间缓冲区，当用户空间缓冲区满或者写操作结束时，才将用户缓冲区的内容写到内核缓冲区，同样的道理，当内核缓冲区满或写结束时才将内核缓冲区内容写到文件对应的硬件媒介。

2、库函数调用

标准C库函数提供的文件操作函数如fopen, fread, fwrite, fclose, fflush, fseek等，需包含头文件stdio.h.以fwrite为例，其函数原型为size_t fwrite(const void*buffer, size_t size, size_t item_num, FILE*pf)，其操作对象为文件指针FILE*pf,要想写一个文件，必须先以可写权限用fopen函数打开一个文件，获得所打开文件的FILE结构指针pf,例如pf=fopen(\“~/proj/filename\”,\“w\”)。实际上，由于库函数对文件的操作最终是通过系统调用实现的，因此，每打开一个文件所获得的FILE结构指针都有一个内核空间的文件描述符fd与之对应。同样有相应的预定义的FILE指针：stdin-standard input,stdout-standard output,stderr-standard error.

库函数调用通常用于应用程序中对一般文件的访问。

库函数调用是系统无关的，因此可移植性好。

由于库函数调用是基于C库的，因此也就不可能用于内核空间的驱动程序中对设备的操作。