详解Linux系统添加系统调用方法
基于Linux操作系统的系统调用分析
文 中分 析 了 Ｉｎ ｘ系统 调用 的具 体过 程 ． 以及 Ｊｕ ｉ
须 满 足 如 下 条 件 ：（ ） １ 内核 必 须 既 支 持 只使 用 ｉｔ ｎ ￥ ） ０指 令 的旧 函数 库 ． ０【 ８ 同时也 支持 使用 ｓｓｎｅ 指 ｖｅｔｒ
令 的新 函数库 ； ２ 使用 ｓｓｎｅ 指令 的标 准库 必须 （） ｖｅｔｒ
码 的开 放 性 、 强 的稳 定 性 ， 用 于 多 种 计算 机 平 极 适 台 、 由全世界 各地 数 以百 计 的程 序 员设 计和 维护 ， 且
最 近数 年得 到 了广 泛 的应用 。它的系 统调用 不 同于 其 他操作 系统 ： 在给 用户程 序提供 服务 的 同时 ， 还对
Ｐ ｎｉｍⅡ 微处 理 器芯 片 中 引入 了这 条 指令 ，现仅 ｅｔ ｕ Ｌｎ ｘ ２６版 本 中支持 这条 指令 。系统 调用 完成 后 。 ｉｕ 一 ．
能 处 理仅 支 持 ｉｔ ０ ８ 令 的 旧 内核 ；（ ） ｎ ￥ ）０指 （ ３ 内核 和
标 准库 必须 既 能运 行在 不包 含 ｓｓｎｅ 指 令 的 旧处 ｖｅ ｔｒ
理器上 ， 能运行 在包 含它 的新处理 器上 。 以接下 也 所
来 的分 析都是 基 于 Ｌｎ ｘ ２４２ ｉ 一 ． Ｏ版本 进行 。 ｕ ．
在有 Ｕｎ ｘ源 代码 的情 况下 ，通 过一个 简单 实 例说 ｕ 明如何 添加适 合用 户 自己的 系统调用 的方法 。
１ ｉｕ Ｌｎ ｘ的 系统 调 用 分 析
在 Ｌｎ ｘ系统 中 ．程序 的运行 空 间分 为 内核 空 ｉｕ
间 和用户 空 间ｆ 常称 的 内核 态 和用户 态 ， 用 户空 间 在
第 １ ０卷 第 ６期
linux系统调用 api 手册
linux系统调用api 手册摘要：I.引言- 介绍Linux 系统调用API- 说明手册的作用和用途II.Linux 系统调用API 概述- 什么是系统调用- Linux 系统调用API 的特点和功能- 系统调用与用户空间的关系III.Linux 系统调用API 的使用- 系统调用API 的分类- 系统调用API 的使用方法和示例- 系统调用API 的错误处理IV.Linux 系统调用API 的应用- 系统调用API 在实际编程中的应用- 系统调用API 的性能优化- 系统调用API 的安全问题V.结论- 总结Linux 系统调用API 的作用和重要性- 提出进一步研究和学习的建议正文：I.引言Linux 系统调用API 是Linux 系统中最重要的组成部分之一，它为用户空间提供了访问系统资源的接口。
Linux 系统调用API 手册详细介绍了Linux 系统调用API 的使用方法和注意事项，是开发者必备的参考资料之一。
II.Linux 系统调用API 概述Linux 系统调用API 是一种特殊的API，它允许用户空间程序访问Linux 内核提供的服务，如文件操作、进程管理、内存管理等。
Linux 系统调用API 的特点和功能包括：- 系统调用API 是用户空间和内核空间之间的接口- 系统调用API 提供了一种访问系统资源的安全方式- 系统调用API 支持多种编程语言和平台系统调用是操作系统提供的一种服务，它允许用户空间程序访问内核空间的服务。
Linux 系统调用API 与用户空间的关系非常紧密，用户空间程序需要使用系统调用API 来完成各种操作。
III.Linux 系统调用API 的使用Linux 系统调用API 的使用方法比较简单，首先需要包含相应的头文件，然后调用相应的函数。
下面是一个简单的示例：```c#include <stdio.h>#include <unistd.h>int main(){pid_t pid = fork();if (pid < 0) {perror("fork");return 1;} else if (pid == 0) {// 子进程printf("子进程");} else {// 父进程printf("父进程");}return 0;}```在实际编程中，开发者需要根据具体的需求选择合适的系统调用API。
编译Linux2.6内核并添加一个系统调用
１． ０ 让新 内核和 旧内核 都可 以加载 的配置 的步骤 ：
ｍｙ． ｒ ｈ ｉ ８ ／ ｏ ｔ ｚ ｍａ ｅ／ ｏ ｔ ／ ｃ ／３ ６ ｂ ｏ ／ ｌ ｇ ｂ ｏ ａ ｂ ｍｖ． ｙ ｔ ｍ． ｐ／ ｏ ｔ ／ ｓ ｅ ｍａ ｂ ｏ Ｓ
ｍｖ／ ｏ ｔ ｚｍａ ｅ／ｏ ｔ ｍｌｎ ｚ ２６１ ．．５ ３ ｂ ／ ｌ ｇ ｂ ｂ ／ ｉ ｕ － ．．５１０ ０ ｖ
２ １ 年第 ４期 ０ １
福
建 电
脑
１９ ４
编 译 ｉｕ２６内 并 添 加 一 个 系统调 用 Ｌｎ ｘ ． 核
张 伟 华 ．王 海 英 。高 静
（河南 财经政 法 大学成 功 学院 河 南 郑 州 ４ １０ ５ ２ ０）
【 摘 要 】 本 文 以实例 来详 细描 述 了从 准备 一直 到使 用新 内核 的 Ｌｎｘ 。 ： ｉｕ ２６内核 编译过 程 ， 然后介 绍 了
轻 易地 对它进 行修 改 ．使 我们 能够 根据 自己的要 求 度 身 定制 一个更 高效 、 更稳 定 的 内核 。
系统调 用【 用户 进程 与 系统之 间 的接 口， 们在 ２ ］ 是 它 内核 中实 现 ．其 主要 目的是 使得 用户 可 以使 用操 作 系 统提 供 的操作底 层设 备 的功 能 用 户 程序 肯定 要 操作
ｍｖ／ ｏ ｔ ｙ ｔｍ． ｐ／ ｏ ＇ ｙ ｔ ｍ． ｐ ２ ６ １ ．． ５ ｂ ／ ｓｅ ｍａ ｂ ｏＪ ｓ ｅ ｍａ － ．． ５ １０ ０３ Ｓ ， Ｓ ｍｋ ｎ ｔｄ／ ｏ ｇ ｎ ｔｄ ２．． ５ １０ ０ ． ６．５ １ ｉｉ ｂ ｒ ｉ ｉ － ６ １ ． ． ５ ３ ｉ ２． １ ｒ ｍｇ ｖ ／ ｏ ｔ ｒｂｇｕ ｅ ｎ ｉｂ ／ ｕ ／ ｒ ｂ．ｏ ｆ ｇ
动态添加系统调用
静态及动态添加系统调用――――――――摘之“Linux1.0核心游记”A2.系统调用的添加A2-1静态添加系统调用所谓的静态静态添加系统调用，是指我们直接通过修改核心的源代码而达到的。
只要我们知道Linux下系统调用实现的框架，添加（当然也可以修改）系统调用将会是件非常简单的事情。
该方法的缺点还是有的：1.修改好源代码后需要重新编译核心，这是个非常长和容易发生错误的过程。
2.对于你修改及编译好后所得到的核心，你所做的添加（修改）是静态的，无法在运行时动态改变（所以也就有了下面的动态方法）A2-1-1讨论Linux系统调用的体系在Linux的核心中，0x80号中断是所有系统调用的入口（当然你也可以修改，因为我们有源代码吗：），不过你改了之后只能自己玩玩，要不然人家0x80号中断的程序怎么执行呢？）。
但是还是有办法（可能还有其他办法）。
办法是在你看了下面的“动态添加系统调用”后就知道，这个就留给读者考虑了。
用0x80中断号功能作为所有的系统调用入口点，是系统编写者定义的（也可以说是Linus定义的）。
下面我们看一下其设置的代码（取之2.4核心，我们只看x386）定义于Arch/i386/kernel/traps.c（很简单，就一个函数调用）set_system_gate(SYSCALL_VECTOR,&system_call);！设置0x80号中断SYSCALL_VECTOR默认是0x80（你可以修改）system_call定义在Arch\i386\kernel\entry.Sset_system_gate定义在Arch/i386/kernel/traps.c，具体的代码分析这里就不做介绍了。
大致的功能是把system_call的地址（当然还有其他内容，比如类型值及特权级）设置到IDT （中断描述符表）的第0x80项中（请注意每项是8个字节，在基础有所介绍）。
当用了set_system_gate设置好中断号，并且已经开中断。
Linux内核中系统调用详解
Linux内核中系统调用详解什么是系统调用?（Linux）内核中设置了一组用于实现各种系统功能的子程序，称为系统调用。
用户可以通过系统调用命令在自己的应用程序中调用它们。
从某种角度来看，系统调用和普通的函数调用非常相似。
区别仅仅在于，系统调用由（操作系统）核心提供，运行于核心态;而普通的函数调用由函数库或用户自己提供，运行于用户态。
随Linux核心还提供了一些（C语言）函数库，这些库对系统调用进行了一些包装和扩展，因为这些库函数与系统调用的关系非常紧密，所以习惯上把这些函数也称为系统调用。
为什么要用系统调用?实际上，很多已经被我们习以为常的C语言标准函数，在Linux 平台上的实现都是靠系统调用完成的，所以如果想对系统底层的原理作深入的了解，掌握各种系统调用是初步的要求。
进一步，若想成为一名Linux下（编程）高手，也就是我们常说的Hacker，其标志之一也是能对各种系统调用有透彻的了解。
即使除去上面的原因，在平常的编程中你也会发现，在很多情况下，系统调用是实现你的想法的简洁有效的途径，所以有可能的话应该尽量多掌握一些系统调用，这会对你的程序设计过程带来意想不到的帮助。
系统调用是怎么工作的?一般的，进程是不能访问内核的。
它不能访问内核所占内存空间也不能调用内核函数。
（CPU）（硬件）决定了这些(这就是为什么它被称作"保护模式")。
系统调用是这些规则的一个例外。
其原理是进程先用适当的值填充（寄存器），然后调用一个特殊的指令，这个指令会跳到一个事先定义的内核中的一个位置(当然，这个位置是用户进程可读但是不可写的)。
在（Intel）CPU中，这个由中断0x80实现。
硬件知道一旦你跳到这个位置，你就不是在限制模式下运行的用户，而是作为操作系统的内核--所以你就可以为所欲为。
进程可以跳转到的内核位置叫做sysem_call。
这个过程检查系统调用号，这个号码告诉内核进程请求哪种服务。
然后，它查看系统调用表(sys_call_table)找到所调用的内核函数入口地址。
系统调用知识点总结
系统调用知识点总结一、系统调用的概念系统调用是操作系统内核提供给用户程序的接口，用于访问操作系统内核提供的服务和资源。
操作系统提供了各种系统调用，包括文件操作、进程管理、网络通信、内存管理、设备管理等。
用户程序通过系统调用可以向操作系统请求服务，比如打开文件、创建进程、发送网络数据等。
系统调用是用户程序和操作系统内核之间的桥梁，它为用户程序提供了访问操作系统内核功能的途径。
二、系统调用的实现原理系统调用的实现原理涉及到用户态和内核态的切换。
当用户程序执行系统调用时，会触发处理器从用户态切换到内核态，然后执行相应的内核代码。
在Linux系统中，系统调用的实现原理一般包括以下几个步骤：1. 用户程序通过系统调用指令（比如int 0x80或syscall指令）发起系统调用请求。
2. 处理器从用户态切换到内核态，执行相应的内核代码。
3. 内核根据系统调用号（syscall number）找到相应的系统调用处理函数。
4. 内核执行系统调用处理函数，完成相应的操作。
5. 内核将处理结果返回给用户程序，然后从内核态切换回用户态。
三、系统调用的调用方式系统调用的调用方式包括直接调用、库函数封装和系统命令等。
用户程序可以通过直接调用系统调用指令来执行系统调用，也可以通过库函数封装的方式来调用系统调用，比如C 标准库中的文件操作函数（如open、read、write等）就是封装了系统调用的库函数，用户程序可以直接调用这些库函数来进行文件操作。
此外，用户程序还可以通过系统命令来触发系统调用，比如在命令行中使用cat命令来读取文件就是通过系统命令来触发系统调用。
四、常用系统调用常用系统调用包括文件操作、进程管理、网络通信、内存管理、设备管理等。
在Linux系统中，常见的系统调用包括：1. 文件操作系统调用：open、read、write、close、lseek等。
2. 进程管理系统调用：fork、exec、wait、exit等。
简述系统调用的过程
简述系统调用的过程系统调用是操作系统提供给应用程序的一种接口，通过系统调用，应用程序可以请求操作系统执行特定的操作，例如读写文件、创建进程、网络通信等。
系统调用的过程可以分为以下几个步骤：1. 应用程序发起系统调用请求应用程序通过调用特定的系统调用函数向操作系统发起请求。
在Linux 系统中，系统调用函数通常以“sys_”开头，例如“sys_read”、“sys_write”等。
2. 系统调用函数转换参数系统调用函数将应用程序传递的参数转换为操作系统内部使用的格式。
例如，在读取文件时，应用程序传递的参数包括文件描述符、缓冲区地址和读取字节数，系统调用函数需要将这些参数转换为操作系统内部使用的数据结构。
3. 系统调用函数触发中断系统调用函数通过软中断或硬中断的方式触发操作系统内核的中断处理程序。
在Linux系统中，系统调用函数通过int 0x80指令触发软中断，或者通过SYSENTER指令触发硬中断。
4. 中断处理程序处理系统调用请求操作系统内核的中断处理程序接收到系统调用请求后，会根据请求的类型调用相应的系统调用处理函数。
系统调用处理函数会根据请求的参数执行相应的操作，并将结果返回给中断处理程序。
5. 中断处理程序返回结果中断处理程序将系统调用处理函数返回的结果传递给系统调用函数。
系统调用函数将结果转换为应用程序可以使用的格式，并返回给应用程序。
6. 应用程序处理结果应用程序接收到系统调用函数返回的结果后，根据返回值判断系统调用是否执行成功。
如果执行成功，应用程序可以继续执行下一步操作；如果执行失败，应用程序需要根据错误码进行相应的处理。
总的来说，系统调用是应用程序与操作系统之间的桥梁，通过系统调用，应用程序可以利用操作系统提供的各种功能，实现更加复杂和强大的应用。
系统调用的过程虽然比较复杂，但是对于应用程序开发者来说，只需要调用相应的系统调用函数即可，无需关心具体的实现细节。
linux ioctl系统调用的原理-概述说明以及解释
linux ioctl系统调用的原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述在计算机领域中，ioctl（I/O控制）系统调用是一种用于控制设备的通用接口。
它提供了一种与设备进行交互的方法，允许用户态程序向内核发送各种命令和请求。
ioctl系统调用的设计初衷是为了解决不具有标准化接口的设备的控制问题。
由于不同设备的功能和控制接口可能各不相同，ioctl系统调用提供了一种统一的方式来访问和控制这些设备。
无论是字符设备、块设备还是网络设备，都可以通过ioctl系统调用进行操作和控制。
与其他系统调用相比，ioctl系统调用具有很大的灵活性和通用性。
它的参数非常灵活，可以接受不同的请求和命令，并且可以传递任意类型和大小的数据。
这种设计使得ioctl系统调用能够适用于各种不同的设备和需求，为开发者提供了更多的自由度。
在实际应用中，ioctl系统调用被广泛用于设备驱动程序的开发和应用程序的交互。
例如，在Linux中，网络设备的配置和参数设置、字符设备的状态查询和控制、磁盘驱动的性能优化等都离不开ioctl系统调用。
本文将深入探讨ioctl系统调用的原理和实现机制，帮助读者更好地理解和应用它。
我们将首先介绍ioctl系统调用的基本概念和作用，然后详细讲解ioctl系统调用的调用方式和参数。
最后，我们将探讨ioctl系统调用的实现原理，并进一步探讨其优势和应用场景以及未来的研究和发展方向。
通过本文的阅读，读者将能够全面了解ioctl系统调用的作用和原理，掌握其使用方法和技巧，为开发者在设备控制和通信领域提供重要的参考和指导。
无论是初学者还是有一定经验的开发者，都可以从中获得启发和收益。
让我们一起深入研究和探索ioctl系统调用的奥秘吧！1.2文章结构文章结构部分的内容可以从以下几个方面进行描述：1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述：1. 引言：首先我们会对文章的主题进行简要的概述，介绍Linux ioctl 系统调用的基本概念和作用，以及本文的目的。
linux 系统调用流程
linux 系统调用流程Linux系统调用流程一、引言Linux是一种自由开源的操作系统，其核心部分是内核。
内核负责管理计算机的硬件资源，并提供各种系统调用供用户程序使用。
本文将介绍Linux系统调用的流程，包括用户程序如何通过系统调用接口向内核发起请求以及内核如何处理这些请求。
二、系统调用的定义系统调用是用户程序与内核之间的接口。
用户程序通过调用特定的系统调用函数来请求内核执行某些操作，例如读写文件、创建进程等。
内核接收到这些请求后，会进行相应的处理并返回结果给用户程序。
三、系统调用的流程1. 用户程序发起系统调用请求用户程序通过调用系统调用函数向内核发起请求。
这些系统调用函数通常由C库提供，并在用户程序中使用。
用户程序需要提供相应的参数，以告知内核所需的操作类型和操作对象。
2. 用户程序转入内核态用户程序发起系统调用请求后，会进入内核态。
在内核态下，用户程序的权限更高，可以执行一些普通用户无法执行的操作，例如访问硬件资源。
3. 内核处理系统调用请求内核接收到系统调用请求后，会根据请求的类型和参数进行相应的处理。
内核会首先检查请求的合法性，验证用户程序的权限和参数的有效性。
如果请求合法，内核会执行相应的操作；如果请求非法，内核会返回错误信息给用户程序。
4. 内核执行系统调用操作内核根据系统调用请求的类型和参数执行相应的操作。
例如，如果用户程序请求打开一个文件，内核会检查文件是否存在，并分配相应的文件描述符。
如果用户程序请求创建一个进程，内核会为进程分配资源并初始化进程上下文。
5. 内核返回结果给用户程序内核在执行完系统调用操作后，会将结果返回给用户程序。
如果操作成功，内核会返回相应的数据或完成状态；如果操作失败，内核会返回错误码，用户程序可以根据错误码进行相应的处理。
6. 用户程序继续执行用户程序在接收到内核返回的结果后，会根据结果进行相应的处理。
如果操作成功，用户程序可以继续执行后续的逻辑；如果操作失败，用户程序可以根据错误码采取相应的措施，例如重新尝试或向用户报告错误信息。
Linux系统调用详细全过程
6
系统命令、内核函数
系统调用与系统命令
系统命令相对API来说，更高一层。每个系统命令
都是一个执行程序，如ls命令等。这些命令的实现
调用了系统调用。
系统调用与内核函数
系统调用是用户进入内核的接口层，它本身并非内
核函数，但是它由内核函数实现。
进入内核后，不同的系统调用会找到各自对应的内
常，CPU便被切换到内核态执行内核函
数，转到了系统调用处理程序的入口：
system_call()。
int $0x80指令将用户态的执行模式转变为内
核态，并将控制权交给系统调用过程的起点
system_call()处理函数。
4
system_call()函数
system_cal()检查系统调用号，该号码告诉内核
SYMBOL_NAME(sys_exit)
.long
.longSYMBOL_NAME(sys_read)
SYMBOL_NAME(sys_fork)
.long
.longSYMBOL_NAME(sys_write)
SYMBOL_NAME(sys_read)
.long
.longSYMBOL_NAME(sys_open)
SYMBOL_NAME(sys_write)
.long
.long
…… SYMBOL_NAME(sys_open)
……
……
……
.long
SYMBOL_NAME(sys_getuid)
.long SYMBOL_NAME(sys_getuid)
* 4
+
21
系统调用的返回
当服务例程结束时，system_call( ) 从eax
linux系统调用列表
Linux系统调用列表(1) 一、进程控制：二、文件系统控制1、文件读写操作2、文件系统操作三、系统控制Linux系统调用列表(2) 四、内存管理五、网络管理六、socket控制七、用户管理八、进程间通信1、信号2、消息3、管道4、信号量5、共享内存C字符串处理函数void *memccpy (void *dest, const void *src, int c, size_t n);从src所指向的对象复制n个字符到dest所指向的对象中。
如果复制过程中遇到了字符c 则停止复制，返回指针指向dest中字符c的下一个位置；否则返回NULL。
void *memcpy (void *dest, const void *src, size_t n);从src所指向的对象复制n个字符到dest所指向的对象中。
返回指针为dest的值。
void *memchr (const void *s, int c, size_t n);在s所指向的对象的前n个字符中搜索字符c。
如果搜索到，返回指针指向字符c第一次出现的位置；否则返回NULL。
int memcmp (const void *s1, const void *s2, size_t n);比较s1所指向的对象和s2所指向的对象的前n个字符。
返回值是s1与s2第一个不同的字符差值。
int memicmp (const void *s1, const void *s2, size_t n);比较s1所指向的对象和s2所指向的对象的前n个字符，忽略大小写。
返回值是s1与s2第一个不同的字符差值。
void *memmove (void *dest, const void *src, size_t n);从src所指向的对象复制n个字符到dest所指向的对象中。
返回指针为dest的值。
不会发生内存重叠。
void *memset (void *s, int c, size_t n);设置s所指向的对象的前n个字符为字符c。
linux系统调用 api 手册
linux系统调用 api 手册【实用版】目录I.Linux 系统调用 API 手册概述II.Linux 系统调用 API 的功能III.Linux 系统调用 API 的使用方法IV.Linux 系统调用 API 的示例正文I.Linux 系统调用 API 手册概述Linux 系统调用 API 手册是指提供了一系列用于在 Linux 系统中调用系统功能的 API 函数。
这些 API 函数可以让程序员在编写程序时，更加方便、高效地与 Linux 系统进行交互，实现各种系统操作。
II.Linux 系统调用 API 的功能Linux 系统调用 API 的功能主要包括以下几个方面：1.文件操作：包括文件的打开、关闭、读取、写入等操作。
2.进程管理：包括进程的创建、终止、切换等操作。
3.系统管理：包括系统时间的获取、设置，内存的管理等操作。
4.网络操作：包括网络套接字的创建、连接、接收、发送等操作。
III.Linux 系统调用 API 的使用方法要使用 Linux 系统调用 API，首先需要在程序中包含相应的头文件，然后调用相应的函数。
例如，要使用文件操作相关的 API，需要在程序中包含`<unistd.h>`头文件，然后调用如`open()`、`read()`、`write()`等函数。
IV.Linux 系统调用 API 的示例以下是一个简单的使用 Linux 系统调用 API 的示例，该示例展示了如何使用`read()`和`write()`函数实现文件的读写操作：```c#include <stdio.h>#include <unistd.h>int main() {int fd = open("example.txt", O_RDWR);if (fd < 0) {perror("Error opening file");return -1;}char buffer[1024];if (read(fd, buffer, 1024) < 0) {perror("Error reading from file");return -1;}printf("Content of file: %s", buffer);char new_content[1024] = "Hello, world!";if (write(fd, new_content, 1024) < 0) {perror("Error writing to file");return -1;}printf("New content written to file.");close(fd);return 0;}```在这个示例中，我们首先使用`open()`函数打开名为`example.txt`的文件，然后使用`read()`函数从文件中读取内容，使用`write()`函数向文件中写入新内容。
简述系统调用的实现过程。
简述系统调用的实现过程。
1.引言系统调用是操作系统与用户空间之间的接口，为应用程序提供了访问内核级功能的方法。
当应用程序需要访问内核态的资源时，例如读写文件、创建新进程等，就需要通过系统调用来完成。
2.系统调用的分类系统调用可以分为几类，例如进程管理、文件管理、网络管理、内存管理等。
每种类型的系统调用都对应着一组内核级的函数，应用程序可以通过调用这些函数来完成相应的操作。
3.系统调用的实现系统调用的实现一般分为两个步骤：进入内核态和执行内核函数。
下面分别进行介绍。
3.1进入内核态当应用程序需要调用系统调用时，首先需要将控制权转移到内核态。
这可以通过软中断或者硬件中断来实现。
在Linux操作系统中，系统调用的调用号存储在eax寄存器中，通过int0x80指令触发0x80号中断进入内核态。
进入内核态后，会切换到内核态的栈，以便内核可以保存相关寄存器的值。
此外，内核会对用户传入的参数进行校验，确保其合法性。
3.2执行内核函数进入内核态后，内核会根据系统调用号找到对应的内核级函数。
函数执行完毕后，将返回值放入eax寄存器中，并返回到上下文，即切换回用户态。
需要注意的是，在内核态中不能直接访问用户空间的内存，必须通过一系列安全机制，如copy_from_user和copy_to_user等，将用户空间的内存数据拷贝到内核空间中进行操作。
4.系统调用的性能优化由于系统调用需要发生用户态到内核态的切换，因此开销较大。
为了提高性能，常常采用以下两种方式进行优化。
4.1零拷贝技术零拷贝技术是指，在系统调用中尽量避免内核空间与用户空间之间的数据拷贝操作。
例如可以使用mmap等方法，将文件的一部分映射到内存中，并通过指针进行读写，从而避免了数据复制的开销。
4.2系统调用重载系统调用重载是指将多个系统调用合并成一个，通过参数的不同来区分不同的子功能。
例如read、write、sendto等系统调用可以使用一个通用的系统调用，通过参数的不同来区分不同的操作，从而减少系统调用的数量，提高系统性能。
Linux命令高级技巧使用strace命令进行系统调用跟踪
Linux命令高级技巧使用strace命令进行系统调用跟踪Linux命令高级技巧：使用strace命令进行系统调用跟踪在Linux系统中，strace是一种非常有用的调试工具，它可以帮助开发者追踪并分析应用程序与操作系统之间的系统调用。
本文将介绍如何使用strace命令进行系统调用跟踪，并分享一些高级技巧。
一、什么是系统调用（System Call）？系统调用是操作系统提供给应用程序访问其服务的接口。
当应用程序需要操作底层硬件设备、进行文件读写、执行进程管理等操作时，通常需要通过系统调用来向操作系统发出请求。
而strace命令可以帮助我们追踪并记录这些系统调用的执行情况。
二、strace命令的基本用法1. 安装strace命令首先，确保你的系统中已经安装了strace命令。
在大多数Linux发行版中，可以使用以下命令安装：```sudo apt-get install strace # Debian/Ubuntusudo yum install strace # Red Hat/CentOSsudo dnf install strace # Fedora```2. 执行strace命令要追踪某个应用程序的系统调用，可以使用以下命令格式：```strace <command>```例如，要追踪ls命令的系统调用，可以运行：```strace ls```3. 查看系统调用运行strace命令后，它会输出一系列关于系统调用的信息，包括调用的函数、参数、返回值等。
通过分析这些信息，我们可以了解应用程序与操作系统之间的交互过程。
三、高级技巧：使用strace命令进行调试除了基本的使用方法外，strace还提供了一些高级技巧和选项，用于更详细地分析和调试应用程序的系统调用。
1. 跟踪某个系统调用有时候我们只关心某个特定的系统调用，可以使用`-e`选项来进行筛选。
例如，只跟踪`open`系统调用可以运行：```strace -e open ls```在输出中，只会显示`open`系统调用相关的信息。
系统调用和库函数
系统调用和库函数一、系统调用系统调用是操作系统提供给应用程序的接口，它允许应用程序请求操作系统执行某些特权操作，例如读写文件、创建进程、打开网络连接等。
在Linux系统中，系统调用是通过软中断来实现的。
1.1 系统调用的分类Linux系统中有很多种类型的系统调用，按照功能可以分为以下几类：1. 进程控制类：如fork()、exec()等；2. 文件操作类：如open()、read()、write()等；3. 设备操作类：如ioctl()、mmap()等；4. 网络通信类：如socket()、connect()等；5. 内存管理类：如mmap()、brk()等。
1.2 系统调用的使用方法在C语言中，可以使用unistd.h头文件中定义的函数来进行系统调用。
例如：#include <unistd.h>int main(){char buf[1024];int fd = open("test.txt", O_RDONLY);read(fd, buf, sizeof(buf));close(fd);return 0;}上面的代码就是使用了open()和read()两个系统调用来读取一个文本文件。
二、库函数库函数是一组预先编写好的函数集合，可以被应用程序直接调用。
库函数通常被编译成动态链接库或静态链接库，以便于应用程序使用。
在Linux系统中，常见的库函数有标准C库函数、数学库函数、字符串处理库函数等。
2.1 标准C库函数标准C库函数是C语言提供的一组基本的函数，包括输入输出、字符串处理、内存管理等方面。
在Linux系统中，标准C库通常是glibc。
下面是一些常用的标准C库函数：1. 输入输出类：printf()、scanf()、fopen()、fclose()等；2. 字符串处理类：strcpy()、strcat()、strlen()等；3. 内存管理类：malloc()、calloc()、realloc()等。
linux内核调用手册
linux内核调用手册Linux内核调用手册是一份帮助开发人员理解和使用Linux内核API的重要参考资料。
作为一个开源操作系统，Linux内核提供了丰富的系统调用接口，使得开发人员可以通过这些接口与操作系统进行交互。
本文将介绍Linux内核调用手册的基本结构和内容，并探讨如何使用这些调用接口来开发和优化Linux应用程序。
Linux内核调用手册通常分为几个章节，包括进程管理、内存管理、文件系统、网络处理、设备驱动等。
每个章节都详细介绍了与该领域相关的系统调用接口和相关函数的使用方法、参数说明以及返回值的含义。
以进程管理为例，可以找到与创建、销毁进程相关的系统调用，如fork、execve、exit等。
对于每个系统调用，手册通常提供了以下信息：系统调用名称、函数原型、参数列表、返回值以及错误处理。
例如，对于fork系统调用，手册会提供fork函数的原型`pid_t fork(void)`，参数列表为空，返回值为子进程的进程ID，如果出现错误则返回-1。
此外，手册还包含了一些关于系统调用的通用信息，如系统调用的分类、调用号、函数库调用与系统调用的区别等。
这些信息有助于开发人员理解和使用系统调用接口，提高代码的可读性和可维护性。
在使用系统调用时，开发人员需要注意一些常见的错误和异常情况，手册也会提供一些示例代码和错误处理的建议。
作为开发人员，我们可以通过使用Linux内核调用手册来更好地理解和应用操作系统的底层机制。
通过使用系统调用接口，我们可以实现各种功能，如创建多线程程序、管理进程资源、进行网络通信等。
在设计和优化Linux应用程序时，我们可以通过调用合适的系统调用来实现高性能和高可靠性。
此外，由于Linux内核是开源的，开发人员可以根据需要修改和优化内核源代码。
内核源代码通常包含了实现系统调用接口的相关代码，我们可以通过研究和修改内核源代码来深入理解系统调用的实现原理，并实现更为高效的系统调用接口。
Linux系统调用_详细全过程
system_call片段（续） system_call片段（续）
nobadsys:
… #调用系统调 call *sys_call_table(,%eax,4) #调用系统调 用表中调用号为eax 用表中调用号为eax的系统调用例程 eax的系统调用例程 #将返回值存入堆栈 堆栈中 movl %eax,EAX(%esp) #将返回值存入堆栈中 Jmp ret_from_sys_call
优点
编程容易， 编程容易，从硬件设备的低级编程中解脱出来 提高了系统的安全性， 提高了系统的安全性，可以先检查请求的正确性
5.1 Linux系统调用-功能 系统调用系统调用
用户程序 . . . . 系统调用 . . . .
陷入处理机构 1)保护处理 机现场 2)取系统调 用功能号并 寻找子程序 入口 3)恢复处理 机现场并返 回 入口地址表 A0 A2 ... Ai ... An
系统调用 服务例程
system_call()片段 system_call()片段
…
pushl %eax /*将系统调用号压栈* /*将系统调用号压栈*/ SAVE_ALL ... /*检查系统调用号 cmpl$(NR_syscalls), %eax /*检查系统调用号 Jb nobadsys $(/*堆栈中的eax eax设置为Movl $(-ENOSYS), 24(%esp) /*堆栈中的eax设置为ENOSYS， ENOSYS， 作为返回值 Jmp ret_from_sys_call
Linux系统调用-功能 系统调用系统调用
系统调用是用户态进入内核态的唯一入口：一夫 系统调用是用户态进入内核态的唯一入口： 当关，万夫莫开。常用系统调用： 当关，万夫莫开。常用系统调用：
C语言嵌入式Linux开发驱动和系统调用
C语言嵌入式Linux开发驱动和系统调用在嵌入式系统领域中，C语言是最常用的编程语言之一。
它具有高效性、可移植性和灵活性，使得它成为开发嵌入式Linux驱动和系统调用的理想选择。
本文将详细介绍C语言在嵌入式Linux开发中的应用，包括驱动开发和系统调用的实现。
一、驱动开发1.1 驱动的定义和作用驱动是连接硬件和操作系统的关键组件，它允许操作系统与具体的硬件设备进行通信。
驱动的主要作用是提供对硬件设备的控制、管理和数据传输。
在嵌入式Linux系统中，驱动的开发需要使用C语言来编写。
1.2 驱动的开发流程驱动的开发可以分为以下几个步骤：1）了解硬件设备：首先要对驱动所涉及的硬件设备有一定的了解，包括设备的主要功能和寄存器的操作方式等。
2）驱动代码编写：使用C语言编写驱动代码，根据硬件设备的数据发送和接收过程设计函数和数据结构。
3）编译和链接：将驱动代码编译成可执行文件，并将其链接到操作系统的内核中。
4）加载和卸载：通过调用命令加载和卸载驱动，使其生效或失效。
5）测试和调试：进行驱动功能的测试和调试工作，确保驱动的正确性和稳定性。
1.3 驱动示例：LED驱动以一个简单的LED驱动为例，说明驱动的开发过程：1）定义LED设备的数据结构：创建一个结构体来表示LED设备的相关信息，例如设备的名称、设备的状态等。
2）实现LED控制函数：编写LED控制函数，通过操作硬件寄存器来控制LED的开关。
3）注册驱动：将驱动注册到操作系统的驱动框架中，使其与操作系统进行通信。
4）加载和卸载驱动：通过命令加载和卸载驱动，对LED进行控制。
二、系统调用2.1 系统调用的定义和作用系统调用是用户程序与操作系统之间的接口，它允许用户程序访问操作系统提供的服务和资源。
系统调用的主要作用是提供对底层硬件和操作系统功能的访问。
2.2 系统调用的分类系统调用可以分为以下几类：1）进程控制：如创建、终止和等待进程等。
2）文件操作：如打开、读取和关闭文件等。
linux系统调用函数
linux系统调用函数Linux操作系统提供了丰富的系统调用函数，用于访问操作系统底层功能和资源。
系统调用是用户程序与操作系统之间的接口，通过系统调用函数，用户程序可以请求操作系统执行特定的任务或操作。
本文将介绍几个常用的Linux系统调用函数，并对其功能进行简要说明。
1. forkfork(系统调用用于创建一个新的进程，新进程是原进程的副本。
fork(函数会复制原进程的代码段、数据段和堆栈段，并为新进程分配一个新的PID（进程标识符）。
原进程称为父进程，新进程称为子进程。
2. execexec(系统调用用于加载并执行新的可执行文件，用于替换当前进程的内存映像。
exec(函数需要提供一个可执行文件的路径作为参数，该文件将替换当前进程的代码和数据。
3. waitwait(系统调用用于父进程等待子进程的终止。
当父进程调用wait(函数时，如果子进程正在运行，则父进程进入阻塞状态，直到子进程退出为止。
wait(函数还可以获取子进程的退出状态信息。
4. pipepipe(系统调用用于创建一个管道，用于实现父子进程之间的通信。
管道是一种半双工的通信机制，它由两个文件描述符组成，一个用于读取数据，一个用于写入数据。
5. getpidgetpid(系统调用用于获取当前进程的PID（进程标识符）。
PID是一个唯一的整数，用于标识每个进程在系统中的身份。
6. openopen(系统调用用于打开文件，并返回一个文件描述符。
文件描述符是一个非负整数，用于在后续的文件操作函数中标识和引用文件。
7. readread(系统调用用于从文件中读取数据，并存储到指定的缓冲区中。
read(函数需要提供一个文件描述符、一个缓冲区和要读取的字节数作为参数。
8. writewrite(系统调用用于向文件中写入数据，将指定的缓冲区中的数据写入到指定的文件中。
write(函数需要提供一个文件描述符、一个缓冲区和要写入的字节数作为参数。
9. closeclose(系统调用用于关闭文件，释放文件描述符。
Linux系统调用
Linux系统调⽤所谓系统调⽤是指操作系统提供给⽤户程序调⽤的⼀组“特殊”接⼝，⽤户程序可以通过这组“特殊”接⼝来获得操作系统内核提供的服务。
例如⽤户可以通过进程控制相关的系统调⽤来创建进程、实现进程调度、进程管理等。
在这⾥，为什么⽤户程序不能直接访问系统内核提供的服务呢？这是由于在 Linux 中，为了更好地保护内核空间，将程序的运⾏空间分为内核空间和⽤户空间（也就是常称的内核态和⽤户态），它们分别运⾏在不同的级别上，在逻辑上是相互隔离的。
因此，⽤户进程在通常情况下不允许访问内核数据，也⽆法使⽤内核函数，它们只能在⽤户空间操作⽤户数据，调⽤⽤户空间的函数。
但是，在有些情况下，⽤户空间的进程需要获得⼀定的系统服务（调⽤内核空间程序），这时操作系统就必须利⽤系统提供给⽤户的“特殊接⼝”——系统调⽤规定⽤户进程进⼊内核空间的具体位置。
进⾏系统调⽤时，程序运⾏空间需要从⽤户空间进⼊内核空间，处理完后再返回到⽤户空间。
Linux 系统调⽤部分是⾮常精简的系统调⽤（只有 250 个左右），它继承了 UNIX 系统调⽤中最基本和最有⽤的部分。
这些系统调⽤按照功能逻辑⼤致可分为进程控制、进程间通信、⽂件系统控制、系统控制、存储管理、⽹络管理、socket 控制、⽤户管理等⼏类。
在 Linux 中对⽬录和设备的操作都等同于⽂件的操作，因此，⼤⼤简化了系统对不同设备的处理，提⾼了效率。
Linux 中的⽂件主要分为 4种：普通⽂件、⽬录⽂件、链接⽂件和设备⽂件。
那么，内核如何区分和引⽤特定的⽂件呢？这⾥⽤到的就是⼀个重要的概念——⽂件描述符。
对于 Linux ⽽⾔，所有对设备和⽂件的操作都使⽤⽂件描述符来进⾏的。
⽂件描述符是⼀个⾮负的整数，它是⼀个索引值，并指向内核中每个进程打开⽂件的记录表。
当打开⼀个现存⽂件或创建⼀个新⽂件时，内核就向进程返回⼀个⽂件描述符；当需要读写⽂件时，也需要把⽂件描述符作为参数传递给相应的函数。
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应用程序（C/C++编写） 运 行
函数调用（syscall(序号，...)) 中 断
系统调用表（syscall_table_32.S） 系统调用入口参数（unistd_32.h）
执 行
内核函数(sys.c 文件中) 执 行
Restore_all 返回用户模式
图 2.1 实验流程图
用户模式 内核模式
复制一份这些结构，修改以下内容 linux /boot/vmlinuz-2.6.35-22-generic initrd /boot/initrd.img-2.6.35-22-generic 改为自己的内核信息 linux /boot/vmlinuz-2.6.35.3-mykernel initrd /boot/initrd.img-2.6.35.3
用户程序(user)
核心态（kernel）
....
(1)保护处理机
入口地址
.... ....
陷入指令
现场 (2)取系统调用
A0
系统调用
功能号并寻找
A1
.....
子程序入口
.....
.....
(3)恢复处理机
Ai
......
二．实验流程
图 1.1现场系并..返.统. 回调用原理.A..n...
系统子程序(syscall)
9.排除异常
1) 备份 initrid cd /boot cp initrd.img-2.6.35.3 initrd-2.6.35.3.old 2) 修改文件 depmod -a update-initramfs -k 2.6.35.3 -c mv initrd.img-2.6.35.3.new.gz initrd.img-2.6.35.3 cd /tmp gzip -dc /boot/initrd.img-2.6.35.3| cpio -id touch lib/modules/2.6.35.3/modules.dep find ./ | cpio -H newc -o > /boot/initrd.img-2.6.35.3.new gzip /boot/initrd.img-2.6.35.3.new cd /boot mv initrd.img-2.6.35.3.new.gz initrd.img-2.6.35.3
检查这两个文件是否在/boot 下面，如果没有，看看上面的是否正确。 如下图，是我修改的文件，把这些内容粘贴到 ### BEGIN /etc/grub.d/10_linux ### 下面，一定要在最前面。
这些 menuentry 的顺序，有些系统启动引导时会直接进入第一个 menuentry，如果第一个 menuentry 不是你想进的内核，则需要在开机时按 Shift 进入 GRUB 引导菜单选择内核。
注意上面的数字一定要与系统调用表的序号一致。
6.编译内核
这步是实验的重点，也是耗费时间最长的一部分，需要大家的耐心。 首先进入下载内核的目录文件 cd /usr/src/cd /usr/src/inux-2.6.35.3 1）清除内核中不稳定的目标文件，附属文件及内核配置文件
make mrproper 2）清除以前生成的目标文件和其他文件 make clean 3）配置内核 make oldconfig 采用默认的内核配置，出现选项，选择默认的选项：方括号内的首个字母或者直接回车。 4）编译内核 make 误。 5）编译模块 make modules 大概需要两个小时左右。 6）安装模块 make modules_install
10.重启并查看版本号
重启 ubuntu,查看版本号 uname -a 如果是 2.6.35.3 就说明成功了。
11.编写测试程序
1)编写文件 test.c
2)编译文件 gcc text.c -o text 3)运行文件 ./text 输出 --------SUC----4)显示函数的输出内容 dmesg -c 输出 This is my frist system call 至此，整个实验就完全成功了。
并注意要记住函数的序号，添加的序号是在原有最大值的基础上+1。如这里，.long sys_rt_tgsigqueueinfo 的序号为 335，住下数，知道我们添加的.long sys_mycall 的序号为 338。
5.添加系统调用入口参数
修改文件
/usr/src/linux-2.6.35.3/arch/x86/include/asm/unistd_32.h 可以右键管理员身份打开 或 gedit gedit /usr/src/linux-2.6.35.3/arch/x86/include/asm/unistd_32.h 在一列#define __NR_XXXX NNN 后添加一行 #define __NR_mycall 338
三．实验环境
由于 linux 版本颇多，内核也较之有所变化，所以选择一个稳定和完整的环境将事半功倍， 我在做这实验时，就由于安装的 linux 系统版本在寻找文件和编译过程费了很长时间。这里为 了方便大家顺利完成实验，我建议大家要下载以下文件：
1.VMware 9（或者更高） 2.Ubuntu10.10（内核为 2.6.35） 3.linux 内核 linux-2.6.35.3.tar.bz2 4.ncurses 文件 ncurses-devel-5.5-24.20060715.i386.rpm
详解向 Linux 内核增加一个系统调用
一.系统调用基本原理
系统调用是操作系统内核提供的有效服务界面，为了和用户空间上运行的进程进行交互的 一组接口，通过该接口，应用程序可以访问硬件设备和其他操作系统资源。系统调用对用户屏 蔽了操作系统的具体动作而只提供有关的功能，提供给用户有限的访问权限和访问方式。
在 Intel 386 结构的 linux 中，系统调用利用软件中断的原理，通过陷入指令（即 INT 0x80 汇编指令）触发中断，将系统切换为核心态，并安排处理程序的执行。处理函数检查系统调用 号，得到确认后请求服务，并查看系统调用表找到内核函数的入口地址，接着调用相应的函数， 在返回后做一些系统检查，最后返回到进程。如图 1.1 所示为系统调用原理。
3.增加系统函数实现
修改文件 /usr/src/linux-2.6.35.3/kernel/sys.c 可以右键管理员身份打开 或 gedit /usr/src/linux-2.6.35.3/kernel/sys.c 在文件最后添加一个函数：
4.添加系统调用表
修改文件 /usr/src/linux-2.6.35.3/arch/x86/kernel/syscall_table_32.S 可以右键管理员身份打开 或 gedit /usr/src/linux-2.6.35.3/arch/x86/kernel/syscall_table_32.S 在文件最后添加一行, 格式为 .long 函数名,这里添加的是.long sys_mycall ：
[2]向 Linux 内核添加系统调用函数 /view/dfa3375e312b3169a451a473.html [3]向 linux 内核中添加三个系统调用（Ubuntu9.10） /zero1665/archive/2010/05/05/1728347.html
7.复制内核
查看编译好的内核版本，打开/lib/modules,下面出现文件夹 2.6.35.3，然后复制内核,并 重命名为 vmlinuz-2.6.35.3-mykernel
cp /usr/src/linux-2.6.35.3/arch/i386/boot/bzImage /boot/vmlinuz-2.6.35.3-mykernel
下载打包文件 /s/1kTFqawB
四．实验步骤
1.预处理工作
1）安装 VMware，并在此平台下安装 Ubuntu10.10,分配的硬盘空间至少在 20G 以上，一方 面是为了保存快照，便于查错；另一方面是防止在编译内核时出现空间不足。
2）确保安装完后 VMware tools 能够运行，方便我们在宿主机和虚拟机之间复制文件。也或 者保证虚拟机能够上网，在线下载自动安装或网上下载后手动安装。
8.增加系统引导菜单项，配置启动文件 1）创建 initrd 文件 apt-get install bootcd-mkinitramfs mkinitramfs -o /boot/initrd.img-2.6.35.3 2）更新配置 GRUB 引导列表 用右键管理员打开 /boot/grub/grub.cfg 或 gedit /boot/grub/grub.cfg 找到以下结构
五．实验总结
1）本实验所有命令的执行都要用户获得超级用户权限 2）要按步就班，不要着急，实验过程要细致，并且编译时间会很长，需要耐心。 3）由于内核版本问题，在一些步骤上要有所变化，不要慌张，多看看文章获得解决方案。
六．参考文献
[1] ubuntu 10.10 添加系统调用的方法 /kenjones/archive/2011/03/09/1978611.html
A0 sub 0
A1 sub 1 ....... ........
Ai sub i ........
An sub n
图 1.1 系统调用原理
二．实验流程
有了以上系统调用的基本原理知识，我们现在就可以着手增加一个系统调用。 我们知道，一个正常的应用程序（这里是用 C/C++编写）的运行是需要由主函数的，再调 用我们定义的函数，取得系统调用号，执行陷入指令，产生中断，进行地址空间的转换和堆栈 的切换，进入到内核态，根据系统调用表找到函数入口地址，运行我们增的系统调用函数。其 主要流程图如图 2.1 所示：
2.准备文件
1）如果你已经安装了 VMware tools，那你就可以将宿主机下载的文件拖拽到虚拟机 linux 下的/usr/src 文件下。