linux0.11添加系統調用

概述

printf()是c語言中一個很常用的函數，printf()底層如何實現，如何在中斷設備上顯示出字符？

linux系統下，printf()的底層是對系統調用write()的封裝。

應用程序在使用硬件資源時，一般都是通過系統調用來告知操作系統使用哪些資源，系統調用會通過int0x80中斷進入到內核態工作，將應用程序的需求滿足后，返回用戶態，應用程序再繼續執行。

　　

系統調用write

開機后，操作系統在進行初始化時會調用sched_init(); --->set_system_gate() 設置一個系統調用處理函數的入口地址（當應用程序再運行中進行任何一個系統調用時觸發0x80中斷，首先會找到處理函數的入口地址）

　　

0x80中斷處理程序system_call 首先進行系統調用號的檢查(系統調用號放在eax中，參數分別放在ebx,ecx,edx中)，匹配上之后進行sys_call_table[]中找到該系統調用號所對應的系統調用函數在內核中的地址，即sye_write()的地址，在調用sys_write()進行輸出工作，此時一直處於內核態， 所有的資源都可以訪問。sys_write()執行完畢返回，system_call返回，系統調用結束。

　　

 

在linux0.11內核上添加系統調用

1、添加foo() 系統調用的步驟為：

　　①在linux-0.11/include/unistd.h下定義系統調用號，並聲明系統調用函數的形式。

　　②在linux-0.11/kernel/system_call.s中修改系統調用的個數，以使此系統調用被調用時，可以識別到。

　　③在linux0.11/include/sys.h中添加extern頭，再在sys_call_table[]中加入系統調用的‘地址’。

　　④在linux-0.11/kernel中實現該系統調用，並修改Makefile文件。

　　⑤將usr/include/unistd.h文件中添加（第①步）系統調用號和系統調用的聲明。

　　⑥寫測試程序進行測試。

2、實現

　　①    define __NR_iam 72 

　　　　define __NR_whoami 73

　　

　　②在linux-0.11/kernel/system_call.s中修改 nr_system_calls = 74 //system_call會判斷是否有該系統調用號

 　  ③linux0.11/include/sys.h

　　

 　　④linux-0.11/kernel中定義who.h，並修改Makefile文件

　　

　　  

 

#define __LIBRARY__
#include<asm/segment.h>  //定義了get_fs_byte()和set_fs_byte()
#include<errno.h> //定義EINVAL
char ch[24] ;
int len = 0;
int sys_iam(const char* name)
{
        int i = 0; 
        while(get_fs_byte(name + i) != '\0' && i<=23) i++;
        if( i == 24) return -EINVAL;
        len = i ;
        for(;i>=0;i--)
        {//將用戶數據段的數據復制到內核數據段
            ch[i] = get_fs_byte(name + i);
        }
        return  len;
}
int sys_whoami(char* name,unsigned int size)
{
        int i = len ;
        if(len > size - 1) return -EINVAL;
        while(i>=0) 
        {//將內核數據段的數據復制到用戶數據段
            put_fs_byte(ch[i],name + i);
            i--;
        }
        return len ;
}

　　⑤同第一步(usr/include/unistd.h)

　　⑥測試代碼(usr/root-->whoami.c、iam.c)

#define __LIBRARY__
#include<errno.h>
#include<unistd.h>
_syscall1(int, iam, const char*, name);
int main(int argc, char * argv[]){
    if(iam(argv[1])<0)
    {
        printf("error\n");
        return -1;
    }
    return 0;
}

#define __LIBRARY__
#include<errno.h>
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
_syscall2(int,whoami,char*,name,unsigned int,size);
int main(int argc, char * argv[]){
        char str [24];
        if(whoami(str,24)<0)
        {
                printf("error\n");
                return -1;
        }
        printf("%s\n",str);
    return 0;
}

　　結果