三种方法实现Linux系统调用

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?

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; 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; 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。
举例来说,我们通过 glibc 提供的chmod 函数来改变文件 etc/passwd 的属性为 444:

#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <errno.h>#include <stdio.h>int main(){ int rc; rc = chmod("/etc/passwd", 0444); if (rc == -1) fprintf(stderr, “chmod failed, errno = %d\n”, errno); else printf(“chmod success!\n”); return 0;} http://www.iis7.com/b/ssyqdq/
在普通用户下编译运用,输出结果为:

chmod failed, errno = 1
上面系统调用返回的值为-1,说明系统调用失败,错误码为1,在 /usr/include/asm-generic/errno-base.h 文件中有如下错误代码说明:

#define EPERM 1 /* Operation not permitted */
即无权限进行该操作,我们以普通用户权限是无法修改 /etc/passwd 文件的属性的,结果正确。

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,函数原型如下:

long int syscall (long int sysno, …)

sysno 是系统调用号,每个系统调用都有唯一的系统调用号来标识。在 sys/syscall.h 中有所有可能的系统调用号的宏定义。 … 为剩余可变长的参数,为系统调用所带的参数,根据系统调用的不同,可带0~5个不等的参数,如果超过特定系统调用能带的参数,多余的参数被忽略。 返回值 该函数返回值为特定系统调用的返回值,在系统调用成功之后你可以将该返回值转化为特定的类型,如果系统调用失败则返回 -1,错误代码存放在 errno 中。

原文地址:https://www.cnblogs.com/ngnntds03/p/10605704.html

时间: 2024-11-10 17:47:31

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