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。
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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。