.long sys_add_key
.long sys_request_key
.long sys_keyctl
.代表当前地址,sys_call_table代表数组首地址。这个表依次保存所有系统调用的函数指针,以方便总的系统调用处理函数(system_call)进行索引。
调用具体的实现在kernel/sys.c中。
asmlinkage long
sys_getuid16(void)
{
return hig2lowuid(current_uid);
}
刚才我们提到,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,那么中断向量是怎么形成的。它的定义在(arch/i386/kernel/traps.c)中。
void __init trap_init(void)
{
……
set_trap_gate(0,÷_error);
set_trap_gate(1,&debug);
set_intr_gate(2,&nmi);
set_system_gate(3,&int3); /* int3-5 can be called from all */
set_system_gate(4,&overflow);
set_system_gate(5,&bounds);
set_trap_gate(6,&invalid_op);
set_trap_gate(7,&device_not_available);
set_trap_gate(8,&double_fault);
set_trap_gate(9,&coprocessor_segment_overrun);
set_trap_gate(10,&invalid_TSS);
set_trap_gate(11,&segment_not_present);
set_trap_gate(12,&stack_segment);
set_trap_gate(13,&general_protection);
set_intr_gate(14,&page_fault);
set_trap_gate(15,&spurious_interrupt_bug);
set_trap_gate(16,&coprocessor_error);
set_trap_gate(17,&alignment_check);
set_trap_gate(18,&machine_check);
set_trap_gate(19,&simd_coprocessor_error);
set_system_gate(,&system_call);
……
}
上一句就是设置system_call 的值。SYSCALL_VECTOR的值就是0X80 .
那么概括起来,系统调用的过程大致如下:
(1) 系统调用初始化
在traps.c中,系统在初始化程序trap_init()中,通过调用
set_system_gate(0x80,*system_call)
完成中断描述表的填充。这样当每次用户执行指令int 0x80时,系统能把控制转移到entry.S中的函数中去。
(2) 系统调用执行
system_call会根据用户传进来系统调用号,在系统调用表 system_call中寻找到相应偏移地址的内核处理函数,进行相应的处理。当然在这个过程之前,要保存环境(SAVE_ALL)。
(3) 系统调用的返回
系统调用处理完毕后,通过sys_call_exit返回。返回之前,程序会检查一些变量,相应地返回。不一定是返回到用户进程。真正返回到用户空间时,要恢复环境(restore_all)。
用户程序中系统调用的过程
在前面提到system_call会根据用户传进来系统调用号,在系统调用表 system_call中寻找到相应偏移地址的内核处理函数,进行相应的处理。
那么系统调用号怎么产生,在include/asm-i386/unistd.h 中可以看到系统调用号的定义。
#define __NR_restart_syscall 0
#define __NR_exit 1
#define __NR_fork 2
#define __NR_read 3
#define __NR_write 4
#define __NR_open 5
#define __NR_close 6
#define __NR_waitpid 7
#define __NR_creat 8
#define __NR_link 9
……
#define __NR_mq_open 277
#define __NR_mq_unlink (__NR_mq_open+1)
#define __NR_mq_timedsend (__NR_mq_open+2)
#define __NR_mq_timedreceive (__NR_mq_open+3)
#define __NR_mq_notify (__NR_mq_open+4)
#define __NR_mq_getsetattr (__NR_mq_open+5)
#define __NR_sys_kexec_load 283
#define __NR_waitid 284
/* #define __NR_sys_setaltroot 285 */
#define __NR_add_key 286
#define __NR_request_key 287
#define __NR_keyctl 288
#define NR_syscalls 289
此处的代码是从2.6.11中的代码,其中系统调用号已到了288,并且与前面system_call中的相对应。每一个系统调用号前都是相应函数名加了__NR_。
内核跟用户程序的交互,其实有标准C库作为它们之间的桥梁。标准C库把用户希望传递的参数装载到CPU的寄存器中,然后触发0X80中断。
当从系统调用返回的时候(sys_call_exit),标准C库又接过控制权,处理返回值。
对于__NR_,标准C库会作相应处理。转换成相应函数。
对于系统函数的调用,有几个通用的宏在include/asm-i386/unistd.h中定义。
#define __syscall_return(type, res)
do {
if ((unsigned long)(res) >= (unsigned long)(-(128 + 1))) {
errno = -(res);
res = -1;
}
return (type) (res);
} while (0)
#else
# define __syscall_return(type, res) return (type) (res)
#endif
#define _syscall0(type,name)
type name(void)
{
long __res;
__asm__ volatile ("int $0x80"
: "=a" (__res)
: "0" (__NR_##name));
__syscall_return(type,__res);
}
这是无参函数调用的形式。
#define _syscall1(type,name,type1,arg1)
type name(type1 arg1)
{
long __res;
__asm__ volatile ("int $0x80"
: "=a" (__res)
: "0" (__NR_##name),"b" ((long)(arg1)));
__syscall_return(type,__res);
}
这是含一个参数的调用形式,
……
标准C库会把我们的调用如pause()转换成相应的形式。
pause()
int pause(void)
{
long __res;
__asm__ volatile(“int $0x80”
:”=a”(__res)
:””(__NR_pause));
__syscall_return(int,__res);
}
进入内核调用过程。
基础知识介绍完了,下面来进行我们的实验:
准备
如果你安装的系统包含内核源文件,一般在/usr
c路径下可以看到,那么可以直接跳到步骤3进行内核修改。
![linux编译内核及添加系统调用(2)](/upload/getfiles/21/2023/4/26/20230426093021788.jpg)
首先下载最新的linux2.6.37内核,先修改/usr
c
nux下的Makefile文件,将内核版本修改成自己的。
把2.6.37中Makefile文件头几行为:
VERSION = 2
PATCHLEVEL = 6
SUBLEVEL = 37
EXTRAVERSION = .1
我们可以修改成自己版本(2.6.37.rangercyh):
VERSION = 2
PATCHLEVEL = 6
SUBLEVEL = 37
EXTRAVERSION = rangercyh
![linux编译内核及添加系统调用(2)](/upload/getfiles/21/2023/4/26/20230426093021863.jpg)
下载源代码
如果系统不包含源文件,则需要在网站上下载系统源代码。
在官方网站上下到类似 linux-2.6.37.1.tar.gz的代码后(大概有70兆左右),放在/usr
c/ 的目录下,
然后解压,解压后会出现文件夹 linux-2.6.37.1。不过貌似最新的代码已经出到2.6.38了。