添加系统调用的层次关系
简述系统调用的实现过程
简述系统调用的实现过程
系统调用是操作系统提供给用户程序使用的接口，它允许用户程序通过调用系统调用来请求操作系统的某些功能，例如打开文件、读写文件、创建进程等。
系统调用的实现过程可以分为以下几个步骤：
1. 用户程序发起系统调用：用户程序需要使用操作系统提供的某些功能，可以通过调用系统调用来实现。
用户程序通过软中断或者系统调用指令（例如INT 0x80指令）向操作系统发起系统调用请求。
2. 切换到内核模式：当操作系统接收到系统调用请求后，需要切换到内核模式来执行请求。
这是因为操作系统的大部分功能只能在内核模式下运行，而用户程序只能运行在用户模式下。
3. 执行系统调用：操作系统根据用户程序传递的参数执行相应的系统调用，并返回执行结果给用户程序。
操作系统可以通过系统调用表来实现不同系统调用的处理逻辑。
4. 切换回用户模式：当操作系统执行完系统调用后，需要再次切换回用户模式，让用户程序继续执行。
这时操作系统将执行结果返回给用户程序，并将控制权交还给用户程序。
总的来说，系统调用的实现过程需要用户程序和操作系统之间的配合。
用户程序需要按照系统调用的规定进行调用，而操作系统需要根据系统调用的请求执行相应的功能并返回结果。
这种互动关系使得系统调用成为操作系统功能的重要接口。
- 1 -。
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。
操作系统实验一向LINUX内核增加一个系统调用
操作系统实验一向LINUX内核增加一个系统调用一、背景介绍操作系统是计算机硬件与应用程序之间的接口，负责管理和调度计算机系统的各种资源，并提供用户与计算机系统的交互界面。
内核是操作系统的核心部分，负责管理和分配计算机系统的资源，执行各种任务。
系统调用是操作系统提供给应用程序的一种接口，可以让应用程序访问内核提供的功能，例如文件操作、进程管理、网络通信等。
在一些情况下，我们可能需要在LINUX内核中增加新的系统调用，以满足特定的需求。
本文将介绍如何向LINUX内核增加一个系统调用的具体步骤。
二、增加系统调用的步骤1.编写系统调用的具体实现代码首先，我们需要编写一个具体的系统调用的实现代码。
在LINUX内核中，系统调用的实现代码通常位于内核的/syscalls目录下。
我们可以在该目录下新建一个.c文件，编写我们自己的系统调用代码。
2.修改内核源代码3.更新系统调用表每个系统调用都在内核中有一个唯一的标识符，存储在一个叫做系统调用表的地方。
我们需要更新系统调用表，将新增的系统调用添加到表中。
这样，用户程序才能够通过系统调用号来调用新增的系统调用。
4.重新编译内核在修改完内核源代码后，我们需要重新编译内核。
这通常涉及到一些繁琐的步骤，例如配置内核选项、编译内核、安装内核等。
在重新编译内核之后，我们需要重新启动计算机，使新的内核生效。
5.修改用户程序最后，我们需要修改用户程序，以便能够调用新增的系统调用。
用户程序通常是通过C语言编写的，我们可以在用户程序的代码中添加对新增系统调用的调用代码。
三、实验结果在完成上述步骤后，我们就成功地向LINUX内核增加了一个系统调用。
用户程序可以通过系统调用调用自己新增的系统调用，从而实现特定的功能。
总结：本文介绍了向LINUX内核增加一个系统调用的具体步骤，包括编写系统调用的具体实现代码、修改内核源代码、更新系统调用表、重新编译内核和修改用户程序。
在实施这些步骤之前，我们需要对操作系统和内核的相关概念有一定的了解，并具备一定的编程能力。
系统调用和库函数
系统调用和库函数一、什么是系统调用和库函数1.1 系统调用系统调用是操作系统提供给应用程序访问操作系统服务的接口。
它们允许应用程序执行诸如文件操作、进程管理、网络通信等底层任务。
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，应用程序可以请求操作系统完成一些特定的任务。
1.2 库函数库函数是由开发人员编写的可供应用程序调用的函数。
与系统调用不同，库函数是在应用程序中直接调用的函数，它们封装了一些常用的功能，例如字符串处理、数学运算等。
库函数为开发人员提供了一种方便的方式来重用代码，简化开发过程。
二、系统调用和库函数的区别和联系2.1 区别•系统调用是操作系统提供的接口，而库函数是由开发人员编写的函数。
•系统调用是底层的、直接与操作系统交互的接口，而库函数是对系统调用的封装和扩展。
•库函数是在应用程序内部直接调用的，而系统调用需要通过软中断或系统调用机制触发操作系统的相应功能。
•库函数的执行速度通常比系统调用快，因为库函数不需要频繁地切换上下文。
2.2 联系系统调用和库函数之间也存在联系：•库函数通常会依赖于系统调用来完成一些底层的任务，例如文件操作、进程管理等。
•库函数可以通过调用系统调用来获得更高的权限和更底层的功能。
•库函数可以将多个系统调用封装成一个更高级别的函数，以供应用程序调用。
三、系统调用的分类和常用系统调用3.1 系统调用分类根据操作系统提供的功能，系统调用可以分为以下几类：1.进程控制：例如创建进程、终止进程、等待进程等。
2.文件操作：例如打开文件、读写文件、关闭文件等。
3.设备操作：例如打开设备、读写设备等。
4.进程间通信：例如信号量操作、管道通信、共享内存等。
5.网络通信：例如套接字操作、网络数据传输等。
6.内存管理：例如分配内存、释放内存等。
3.2 常用系统调用•fork：用于创建新的进程。
•execve：用于执行新的程序。
•open：用于打开文件。
•read：用于从文件中读取数据。
计算机操作系统实验指导计算机系统调用
使用内核编译法添加系统调用
为了验证系统调用是否成功,编写验证代码如下。 #include <stdio.h> #include <linux/kernel.h> #include <sys/syscall.h> #include <unistd.h> int main() { long int a = syscall(三三三); printf("System call sys_helloworld reutrn %ld\n", a); return 0; }
如图地执行结果,我们得到sys_call_table地址:ffffffffabe00一a0 三. 编写Makefile文件,可参考实验指导书地内容。 四. 编译并装入模块 # sudo make //编译 # sudo insmod hello.ko //装入模块 # lsmod //该命令查看所有模块,用以检查hello是否被装入系统 # sudo rmmod hello.ko //卸载模块
三三三 六四 helloworld
sys_helloworld
使用内核编译法添加系统调用
六. 配置内核 # cd /usr/src/linux-四.一六.一0 # sudo make mrproper # sudo make clean # sudo make menuconfig 七. 编译与安装内核（与第七章类似） # sudo make -j八 # sudo make modules -j八 # sudo make modules_install # sudo make install 八. 重启系统 # uname -r 查看此时地内核版本
编译验证代码: # gcc hello.c
(完整版)操作系统教程第5版课后标准答案
操作系统教程第5版课后答案费祥林、骆斌编著第一章操作系统概论习题一一、思考题1.简述现代计算机系统的组成及层次结构。
答：现代计算机系统由硬件和软件两个部分组成。
是硬件和软件相互交织形成的集合体，构成一个解决计算问题的工具。
硬件层提供基本可计算的资源，包括处理器、寄存器、内存、外存及I/O设备。
软件层由包括系统软件、支撑软件和应用软件。
其中系统软件是最靠近硬件的。
2、计算机系统的资源可分成哪几类？试举例说明。
答：包括两大类，硬件资源和信息资源。
硬件资源分为处理器、I/O设备、存储器等；信息资源分为程序和数据等。
3.什么是操作系统？操作系统在计算机系统中的主要作用是什么？答：操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。
操作系统在计算机系统中主要起4个方面的作用。
（1）服务用户观点——操作系统提供用户接口和公共服务程序（2）进程交互观点——操作系统是进程执行的控制者和协调者（3）系统实现观点——操作系统作为扩展机或虚拟机（4）资源管理观点——操作系统作为资源的管理者和控制者4.操作系统如何实现计算与操作过程的自动化？答：大致可以把操作系统分为以下几类：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。
其中批处理操作系统能按照用户预先规定好的步骤控制作业的执行，实现计算机操作的自动化。
又可分为批处理单道系统和批处理多道系统。
单道系统每次只有一个作业装入计算机系统的主存储器运行，多个作业可自动、顺序地被装入运行。
批处理多道系统则允许多个作业同时装入主存储器，中央处理器轮流地执行各个作业，各个作业可以同时使用各自所需的外围设备，这样可以充分利用计算机系统的资源，缩短作业时间，提高系统的吞吐率5．操作系统要为用户提供哪些基本的和共性的服务？答：（1）创建程序和执行程序；（2）数据I/O和信息存取；（3）通信服务；（4）差错检测和处理。
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
用户程序系统调用的实现
系统调用实现过程系统调用是让用户态进入内核态的一种方法，系统调用的实现分为四部分：系统调用注册，系统调用触发，系统调用执行，系统调用返回。
1.系统调用注册在每种平台上，都有特定的指令可以使进程执行由用户态转换为内核态，这种指令称为操作系统陷入。
在Linux中是通过软中断来实现这种陷入的，在X86平台上，这条指令是int 0x80。
也就是说在linux中，系统调用的接口是一个中断处理函数的特例。
在linux启动过程中，对INT80进行一定的初始化：1.使用汇编子程序setup_idt（linux/arch/i386/kernel/head.S）初始化idt表（中断描述符表），这时所有的入口函数偏移地址都被设为ignore_int( setup_idt:lea ignore_int,%edxmovl $(__KERNEL_CS << 16),%eaxmovw %dx,%ax /* selector = 0x0010 = cs */movw $0x8E00,%dx /* interrupt gate - dpl=0, present */lea SYMBOL_NAME(idt_table),%edimov $256,%ecxrp_sidt:movl %eax,(%edi)movl %edx,4(%edi)addl $8,%edidec %ecxjne rp_sidtretselector = __KERNEL_CS, DPL = 0, TYPE = E, P = 1）;2.Start_kernel()(linux/init/main.c)调用trap_init()(linux/arch/i386/kernel/trap.c)函数设置中断描述符表。
在该函数里，实际上是通过调用函数set_system_gate(SYSCALL_VECTOR,&system_call)来完成该项的设置的。
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__syscall_return(type,__res); }
__syscall_return
/* user-visible error numbers are in the range -1 - -124: see <asm-i386/errno.h> */ #define __syscall_return(type, res) \ do { \ if ((unsigned long)(res) >= (unsigned long)(-125)) { \ errno = -(res); \ res = -1; \ } \ return (type) (res); \ } while (0)
#define _syscall1(type,name,type1,arg1) \ type name(type1 arg1) \ { \ long __res; \ __asm__ volatile ("int $0x80" \ : "=a" (__res) \ : "0" (__NR_##name),"b" ((long)(arg1))); \ __syscall_return(type,__res); \ }
在Linux C程序中嵌入汇编代码
1、在C程序中嵌入汇编: __asm__ __volatile__(指令部分：输出部分：输入部分：损坏部分) 2、嵌入汇编程序的解释(gcc) #define _syscall1(type,name,type1,arg1) \ type name(type1 arg1) \ {long __res; \ __asm__ volatile (“int $0x80” \指令部分 : “=a” (__res) \当完成 int 0x80 后，取得返回值在eax寄存器中。 : “0” (__NR_##name),“b” ((long)(arg1))); \ __NR_mycall存放在第一个通用寄存器中，arg1存放在ebx中，将它们传入
_syscall1(int,mycall,int,ret)传入对系 统调用编号表第243项的调用
在entry.S中的调用表中加入口地址
/usr/src/Linux/arch/i386/kernel/entry.S 该文件中有类似如下的清单： .long SYMBOL_NAME（）
该清单用来对sys_call_table[]数组进行初始化 该数组包含指向内核中每个系统调用的指针 每添加一项则便是在数组中增加新的内核函数的指针
新加的系统调用为mycall(int number)， 在/usr/src/Linux/kernel/sys.c 文件中添加源代码 如下： asmlinkage int sys_mycall(int number) { return number; }
约束条件字母
系统调用处理流程
#include <Linux/unistd.h> _syscall1(int,mycall,int,ret) main() int 0x80 { printf("%d 传递的参数： \n",mycall(100)); __NR_mycall }
使用在linux内核中添加的系统调用
/* xtdy.c */ #include <Linux/unistd.h> _syscall1(int,mycall,int,ret) main() { printf("%d \n",mycall(100)); }
_syscall1的定义
文 件 ： sur/src/linux/include/asm-i386/unistd.h 定 义 了_syscall1:
加入清单最后一行(即表中的第243项)的新函数指针是：
.long SYMBOL_NAME(sys_mycall)
此处的sys_mycall与在sys.c中加入的名字相同，通过此表调用sys.c中 的函数：
asmlinkage isys.c中添加新的系统调用
1
sys_mycall(int number) { return number; }
asmlinkage int sys_mycall(int number)
在unistd.h中定义系统调用号
/usr/src/Linux/include/asm-i386/unistd.h 该文件含有系统调用编号，每一行的格式如下： #define __NR_name NNN
所添加的系统调用号如下： #define __NR_mycall 243 此处的__NR_mycall由
.long SYMBOL_NAME(sys_mycall)
entry.S(系统调用表)
返回值在eax中
0 sys_ni_syscall … … 243 sys_mycall
sys.c(新的系统调用函数)
unistd.h（定义编号）
#define __NR_exit
… … #define __NR_mycall 243