Linux系统调用及测试

1.系统调用

• 查询syscall用法:man 2 syscall
• 系统调用:上层应用程序调用的API
  • eg:printf() --> glibc write() --> kernel write()
• 系统调用和计算机的体系结构相关
• 系统调用的指令
  • syscall和init
  • syscall是64bit机器的指令,init是32bit机器的指令
• 系统调用的返回值
  • 返回值:rax、rdx寄存器
• 系统调用的参数
  • 支持6个参数,分别对应6个寄存器

2.demo程序

/************************************************************************
    > File Name: test_syscall.c
    > Author: CurryCoder
    > Mail: 1217096231@qq.com 
    > Created Time: 2022年09月18日 星期日 09时42分51秒
************************************************************************/

#include 
#include 
#include 

int main(){
	int pid = syscall(39); // 39为getpid的系统调用号
	printf("pid=%d\n",pid);
	
	return 0;
}
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3.系统调用相关的代码位置

• 不同体系结构有不同的系统调用
  • arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl
• 系统调用属于内核的一部分,不能作为模块进行编译
  • 对系统调用的修改需要重新编译内核
• 宏__NR_syscalls
  • 系统调用的个数
  • arch/x86/include/generated/uapi/asm/unistd_64.h
  • 注意:系统调用的编号从0开始的

4.实例:添加系统调用(获取cpu的个数)

• (1).注册系统调用号
  • arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl文件中,eg: 451 common get_cpu_number sys_get_cpu_number
• (2).声明系统调用函数
  • include/linux/syscalls.h文件中,asmlinkage long sys_get_cpu_number(void)
• (3).实现系统调用
  • kernel/sys.c文件中

  SYSCALL_DEFINE0(get_cpu_number){
      return num_present_cpus();
  }
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5.测试系统调用

• (1).重新编译内核
• (2).使用busybox制作initramfs

#!/bin/busybox sh

/bin/busybox mkdir -p /proc && /bin/busybox mount -t proc none /proc

/bin/busybox echo "Hello Syscall"

export 'PS1=(kernel) =>'
/bin/busybox sh
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• (3).本地静态编译测试代码gcc -static get_cpu.c -o get_cpu,打包进initramfs

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    > File Name: get_cpu.c
    > Author: CurryCoder
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    > Created Time: 2022年09月18日 星期日 09时42分51秒
************************************************************************/

#include 
#include 
#include 

int main(){
	int pid = syscall(39);
	printf("pid=%d\n",pid);

	int cpu_number = syscall(451); // 451为get_cpu_number的系统调用号
	printf("cpus=%d\n",cpu_number);
	
	return 0;
}
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• (4).编写Makefile文件

.PHONY: clean initramfs run

${shell mkdir -p build}

initramfs:
	cd initramfs && find . -print0 | cpio -ov --null -H newc | gzip -9> ../build/initramfs.img

clean:
	rm -rf build

run:
	qemu-system-x86_64 \
		-kernel bzImage \
		-m 256M \
		-smp 4 \
		-nographic \
		-initrd build/initramfs.img \
		-append "init=/init earlyprintk=serial,ttyS0 console=ttyS0"
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• (5).用QEMU模拟,可以调整-smp参数观察效果