2010年12月11日 星期六

Linux Kernel(13)- syscall


System Call在HW和user space提供一層抽象層,主要目的有:
  • 為user space提供硬體抽象層。比如,讀取檔案時,不用管檔案所在的媒體類型與檔案儲存類型。
  • System call能確保系統的安全與穩定。避免user space的無意或惡意的破壞。

除了exception和trap以外,System call是user space進入kernel space的唯一管道。
User space的programming主要是base on API(Application Programming Interface)並非system call,從programmer的觀點來看,關注的是API(如C library)而非system call。


System call的return type為long,主要是要相容64bit,return value通常代表失敗或成功,失敗時,error code當常寫入global variable “errno”。

典型的system call都以sys_開頭,如getpid()的system call為:
asmlinkage long sys_getpid(void)
{
    return current->tgid;
}

在Linux中(x86),將所有的system call存放在一個system call table中,透過system call number來所引(index)要執行的system call,儘管每個platform所implement的system call table和system call number都不同,但是原理都是相同的,首先會將system call number存放在某個特定的CPU register(X86放在eax),並將system call的參數也存放置其他的register(最多5個參數,x86依序為ebx、ecx、edx、esi和edi),接著透過int 0x80進入system call處理程序,透過system call number(eax)在system call table中找到相對應的system call,並且執行該system call,因為參數存放是先就定義好了,所以就可以在registers(x86依序為ebx、ecx、edx、esi和edi)中依序讀出要處理的參數,超過五個參數就會用structure來傳遞,而ioctl這個不定參數的system call是傳遞pointer的方式來存取,ioctl是一個不好的例子,因為定義不是很明確,system call最好是能定義明確。


新增system call “brook()”到kernel 2.6.32的步驟(x86)

  1. 新增一筆system call entry到sys_call_table中arch/x86/kernel/syscall_table_32.s。
  2. 直接在最後面加入”.long sys_brook”

  3. 定義brook的system call number,arch/x86/include/asm/unistd_32.h,並將NR_syscalls做遞增。
  4. #define __NR_brook              337
    #define __NR_syscalls           338
    

  5. 定義system call的原型,include/linux/syscalls.h。
  6. asmlinkage long sys_brook(int n, unsigned long arg);
    

  7. 加入至system call table中,arch/x86/kernel/syscall_table_32.S。
  8. .long sys_brook;
    

  9. 撰寫system call的內容。
  10. 建立一個新的資料夾名為”brook_syscall”,並將這個資料夾加入Makefile的core-y+=中。 brook_syscall/Makefile
    obj-y := brook.o
    

    brook_syscall/brook.c
    #include <linux/kernel.h>
    #include <linux/syscalls.h>
    #include <linux/uaccess.h>
    
    SYSCALL_DEFINE2(brook, int, n, unsigned long, arg)
    {
        int __user *p = (int __user *) arg;
        int i, x, sum = 0, err = 0;
        printk("n=%d, ", n);
        for (i = 0; i < n; i++) {
            err = get_user(x, p + i);
            sum += x;
            if (err) {
                return err;
            }
            printk("[%d]=%d, ", i, x);
        }
    
        return sum;
    }
    

    頂層的Makefile要將brook_syscall加入core-y中
    ifeq ($(KBUILD_EXTMOD),)
    core-y += kernel/ mm/ fs/ ipc/ security/ crypto/ block/ brook_syscall/
    

  11. 撰寫Application測試system call
  12. 這邊我們撰寫一個類似C library這層的功能"brook_app/brook.h"
    #include <linux/unistd.h>
    #include 
    #define __NR_brook 337
    int brook(int n, ...)
    {
        int ret;
        va_list ap;
    
        va_start(ap, n);
        ret = syscall(__NR_brook, n, ap);
        va_end(ap);
        return ret;
    }
    

    application呼叫brook(),再由brook()轉call我們的system call "sys_brook()"
    #include <stdio.h>
    #include "brook.h"
    int main(int argc, char *argv[])
    {
        return printf("%d\n", brook(3, 3, 2, 1));
    }
    


Kernel Version:2.6.32
參考資料:
  • Linux Kernel Development 2nd, Novell Press
  • http://pradeepkumar.org/2010/01/implementing-a-new-system-call-in-kernel-version-2-6-32.html
  • Professional Linux Kernel Architecture, Wiley Publishing


config automatically switches from 32-bit to 64-bit for x86


今天我用我的NB去make config,卻發現config會自動的切成64bit的,如果想要編成32bit,就執行linux32 make menuconfig即可。

參考資料:
http://kerneltrap.org/mailarchive/linux-kernel/2010/6/6/4579953/thread



2010年12月6日 星期一

人生三態(轉貼)


人生有三態,悲觀、樂觀與達觀。
悲觀的人在山腳看世界,看到幽冥小徑;
樂觀的人在山腰看世界,看到柳暗花明;
達觀的人在山頂看世界,看到天廣地清。
悲觀的人說:人生像一杯苦酒,清濁均苦澀。
樂觀的人說:人生像一杯美酒,點滴皆芬芳。
達觀的人說:人生像一杯清泉,冷暖都清涼。
 
悲觀的人看到花謝的悲傷;
樂觀的人看到花開的燦爛;
達觀的人看到花果的希望。
悲觀的人見到人生的生老病死;
樂觀的人見到人生的甘甜喜樂;
達觀的人見到人生的春夏秋冬。
 
悲觀的人嘆人生步步走向死亡;
樂觀的人讚人生步步邁上尖端;
達觀的人悟人生步步回歸自然。
悲觀的人趨向陰暗一角;
樂觀的人迎向光明一面;
達觀的人橫跨陰陽二界。
 
悲觀的人埋怨風向;
樂觀的人等待風向;
達觀的人調整風帆。
 
悲觀的人用加法生活,平添勞苦;
樂觀的人用減法生活,減少憂傷;
達觀的人用除法生活,分享喜樂。



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