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。
直接在最後面加入”.long sys_brook”


2. 定義brook的system call number，arch/x86/include/asm/unistd_32.h，並將NR_syscalls做遞增。

#define __NR_brook              337
#define __NR_syscalls           338



3. 定義system call的原型，include/linux/syscalls.h。

asmlinkage long sys_brook(int n, unsigned long arg);



4. 加入至system call table中，arch/x86/kernel/syscall_table_32.S。

.long sys_brook;



5. 撰寫system call的內容。
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/



6. 撰寫Application測試system call
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

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。