Linux 下系統(tǒng)調(diào)用的三種方法

系統(tǒng)調(diào)用（System Call）是操作系統(tǒng)為在用戶態(tài)運(yùn)行的進(jìn)程與硬件設(shè)備（如CPU、磁盤、打印機(jī)等）進(jìn)行交互提供的一組接口。當(dāng)用戶進(jìn)程需要發(fā)生系統(tǒng)調(diào)用時，CPU 通過軟中斷切換到內(nèi)核態(tài)開始執(zhí)行內(nèi)核系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)。下面介紹Linux 下三種發(fā)生系統(tǒng)調(diào)用的方法：

通過 glibc 提供的庫函數(shù)

glibc 是 Linux 下使用的開源的標(biāo)準(zhǔn) C 庫，它是 GNU 發(fā)布的 libc 庫，即運(yùn)行時庫。glibc 為程序員提供豐富的 API（Application Programming Interface），除了例如字符串處理、數(shù)學(xué)運(yùn)算等用戶態(tài)服務(wù)之外，最重要的是封裝了操作系統(tǒng)提供的系統(tǒng)服務(wù)，即系統(tǒng)調(diào)用的封裝。那么glibc提供的系統(tǒng)調(diào)用API與內(nèi)核特定的系統(tǒng)調(diào)用之間的關(guān)系是什么呢？

通常情況，每個特定的系統(tǒng)調(diào)用對應(yīng)了至少一個 glibc 封裝的庫函數(shù)，如系統(tǒng)提供的打開文件系統(tǒng)調(diào)用sys_open對應(yīng)的是 glibc 中的open函數(shù)；
其次，glibc 一個單獨(dú)的 API 可能調(diào)用多個系統(tǒng)調(diào)用，如 glibc 提供的printf函數(shù)就會調(diào)用如sys_open、sys_mmap、sys_write、sys_close等等系統(tǒng)調(diào)用；
另外，多個 API 也可能只對應(yīng)同一個系統(tǒng)調(diào)用，如glibc 下實現(xiàn)的malloc、calloc、free等函數(shù)用來分配和釋放內(nèi)存，都利用了內(nèi)核的sys_brk的系統(tǒng)調(diào)用。

舉例來說，我們通過 glibc 提供的chmod函數(shù)來改變文件etc/passwd的屬性為 444：

#include #include #include #include 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;}

#include

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;

}

在普通用戶下編譯運(yùn)用，輸出結(jié)果為：

chmod failed, errno = 1

上面系統(tǒng)調(diào)用返回的值為-1，說明系統(tǒng)調(diào)用失敗，錯誤碼為1，在/usr/include/asm-generic/errno-base.h文件中有如下錯誤代碼說明：

#define EPERM 1 /* Operation not permitted */

#define EPERM?????? 1????????????????/* Operation not permitted */

即無權(quán)限進(jìn)行該操作，我們以普通用戶權(quán)限是無法修改 /etc/passwd 文件的屬性的，結(jié)果正確。

使用 syscall 直接調(diào)用

使用上面的方法有很多好處，首先你無須知道更多的細(xì)節(jié)，如 chmod 系統(tǒng)調(diào)用號，你只需了解 glibc 提供的 API 的原型；其次，該方法具有更好的移植性，你可以很輕松將該程序移植到其他平臺，或者將 glibc 庫換成其它庫，程序只需做少量改動。
但有點(diǎn)不足是，如果 glibc 沒有封裝某個內(nèi)核提供的系統(tǒng)調(diào)用時，我就沒辦法通過上面的方法來調(diào)用該系統(tǒng)調(diào)用。如我自己通過編譯內(nèi)核增加了一個系統(tǒng)調(diào)用，這時 glibc 不可能有你新增系統(tǒng)調(diào)用的封裝 API，此時我們可以利用 glibc 提供的syscall函數(shù)直接調(diào)用。該函數(shù)定義在unistd.h頭文件中，函數(shù)原型如下：

long int syscall (long int sysno, ...)

sysno是系統(tǒng)調(diào)用號，每個系統(tǒng)調(diào)用都有唯一的系統(tǒng)調(diào)用號來標(biāo)識。在sys/syscall.h中有所有可能的系統(tǒng)調(diào)用號的宏定義。
…為剩余可變長的參數(shù)，為系統(tǒng)調(diào)用所帶的參數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)調(diào)用的不同，可帶0~5個不等的參數(shù)，如果超過特定系統(tǒng)調(diào)用能帶的參數(shù)，多余的參數(shù)被忽略。
返回值該函數(shù)返回值為特定系統(tǒng)調(diào)用的返回值，在系統(tǒng)調(diào)用成功之后你可以將該返回值轉(zhuǎn)化為特定的類型，如果系統(tǒng)調(diào)用失敗則返回 -1，錯誤代碼存放在errno中。

還以上面修改 /etc/passwd 文件的屬性為例，這次使用 syscall 直接調(diào)用：

#include #include #include #include int main(){ int rc; rc = syscall(SYS_chmod, "/etc/passwd", 0444); if (rc == -1) fprintf(stderr, "chmod failed, errno = %d\n", errno); else printf("chmod succeess!\n"); return 0;}

#include

int main()

{

????????int rc;

????????rc = syscall(SYS_chmod, "/etc/passwd", 0444);

????????if (rc == -1)

????????????????fprintf(stderr, "chmod failed, errno = %d\n", errno);

????????else

????????????????printf("chmod succeess!\n");

????????return 0;

}

在普通用戶下編譯執(zhí)行，輸出的結(jié)果與上例相同。

通過 int 指令陷入

如果我們知道系統(tǒng)調(diào)用的整個過程的話，應(yīng)該就能知道用戶態(tài)程序通過軟中斷指令int 0x80來陷入內(nèi)核態(tài)（在Intel Pentium II 又引入了sysenter指令），參數(shù)的傳遞是通過寄存器，eax 傳遞的是系統(tǒng)調(diào)用號，ebx、ecx、edx、esi和edi 來依次傳遞最多五個參數(shù)，當(dāng)系統(tǒng)調(diào)用返回時，返回值存放在 eax 中。

仍然以上面的修改文件屬性為例，將調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用那段寫成內(nèi)聯(lián)匯編代碼：

#include #include #include #include int main(){ long rc; char *file_name = "/etc/passwd"; unsigned short mode = 0444; asm( "int $0x80" : "=a" (rc) : "0" (SYS_chmod), "b" ((long)file_name), "c" ((long)mode) ); if ((unsigned long)rc >= (unsigned long)-132) { errno = -rc; rc = -1; } if (rc == -1) fprintf(stderr, "chmode failed, errno = %d\n", errno); else printf("success!\n"); return 0;}

#include

int main()

{

????????long rc;

????????char *file_name = "/etc/passwd";

????????unsigned short mode = 0444;

????????asm(

????????????????"int $0x80"

????????????????: "=a" (rc)

????????????????: "0" (SYS_chmod), "b" ((long)file_name), "c" ((long)mode)

????????);

????????if ((unsigned long)rc >= (unsigned long)-132) {

????????????????errno = -rc;

????????????????rc = -1;

????????}

????????if (rc == -1)

????????????????fprintf(stderr, "chmode failed, errno = %d\n", errno);

????????else

????????????????printf("success!\n");

????????return 0;

}

如果 eax 寄存器存放的返回值（存放在變量 rc 中）在 -1~-132 之間，就必須要解釋為出錯碼（在/usr/include/asm-generic/errno.h文件中定義的最大出錯碼為 132），這時，將錯誤碼寫入 errno 中，置系統(tǒng)調(diào)用返回值為 -1；否則返回的是 eax 中的值。

上面程序在 32位Linux下以普通用戶權(quán)限編譯運(yùn)行結(jié)果與前面兩個相同！

參考資料

Understanding The Linux Kernel, the 3rd edtion
The GNU C Library Reference Manual, for version 2.18

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1、rk3128控制GPIO　　linux控制GPIO基本上有兩種方法，一是通過pinctrl體系，直接使用/sys下的文件進(jìn)行控制，另一種就是編寫驅(qū)動，在驅(qū)動中進(jìn)行控制，下面分別進(jìn)行介紹：　　是用

2022-10-12 16:52:28

如何把三種波形都存儲起來？

從串口接收的數(shù)據(jù)想要存儲到一個64k外部數(shù)據(jù)存儲器里面怎么做呢？另外，就是如何把三種波形都存儲起來，想調(diào)用的時候，就按鍵就可以調(diào)用出來呢？

2019-07-02 03:06:44

小編科普一下GDB調(diào)試的三種方法

及寄存器的值，也可以動態(tài)的改變程序的執(zhí)行環(huán)境。本期純干貨，無廢話，準(zhǔn)備好開始咯~gdb調(diào)試的三種方法gdb filename：run開始、quit結(jié)束gdb attach pid：程序已經(jīng)運(yùn)行后，可使

2022-03-22 14:36:14

常見的三種無線接入方式是什么？

藍(lán)牙無線組網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是什么？常見的三種無線接入方式是什么？藍(lán)牙無線組網(wǎng)原理與上網(wǎng)方案分享

2021-05-26 06:33:11

怎么用labview 控制Arduino？第二種和第三種

我是個新手剛剛接觸labview3天，通過查閱帖子，發(fā)現(xiàn)目前有三種方法：1.使用labview Interface for Arduino，這種需要把LVIFA_Base燒錄進(jìn)Arduino

2017-05-27 10:35:23

掃描矩陣鍵盤的三種方法：行列掃描法，反轉(zhuǎn)法，狀態(tài)機(jī)法

本帖最后由默默地努力于 2013-11-26 15:08 編輯實現(xiàn)矩陣鍵盤掃描的三種方法（代碼見附件）：1.行列掃描法2.反轉(zhuǎn)法3.狀態(tài)機(jī)法（結(jié)合定時器中斷）第一種和第二種方法的本質(zhì)都是

2013-11-26 15:04:39

抖動測量三種方法

抖動可借助三種儀器：誤碼率(BER)測試儀，抖動分析儀和示波器(數(shù)字示波器和取樣示波器)。選用哪種儀器取決于應(yīng)用，即電或光、數(shù)據(jù)通信以及位率。因為抖動是誤碼的主要原因，所以，首先需要測量的是BER

2011-08-02 16:20:16

探尋FPGA中三種跨時鐘域處理方法

時鐘域處理的方法，這三種方法可以說是 FPGA 界最常用也最實用的方法，這三種方法包含了單 bit 和多 bit 數(shù)據(jù)的跨時鐘域處理，學(xué)會這三招之后，對于 FPGA 相關(guān)的跨時鐘域數(shù)據(jù)處理便可

2020-10-20 09:27:37

收集選擇三種信號或數(shù)值

LABVIEW 小白想做一個軸承故障檢測系統(tǒng) 需要選擇軸承內(nèi)圈外圈滾子三種故障計算公式算出的結(jié)果要用枚舉控件有人能給編一下嗎就類似于用枚舉控件選擇三種不同類型的數(shù)值可用數(shù)值常量代替

2018-04-27 16:51:41

數(shù)字信號的三種糾錯方法

2012-08-20 12:49:22

無功補(bǔ)償通常采用的三種方法

小庫說：無功補(bǔ)償通常你們都采用采用哪些方法呢？他們的作用都是一樣的嗎參考了以下的三種方法 誰有好的辦法可以推薦一下喲！1、低壓個別補(bǔ)償:　　低壓個別補(bǔ)償就是根據(jù)個別用電設(shè)備對無功的需要量將單臺或

2018-04-10 16:10:38

淺析移除/刪除Settings的Preference三種方法

Platform: RK3399-MIDOS: Android 7.1.2Kernel: v4.4.83需求：整理一下移除/刪除Settings的Preference三種方法；方法一：對于

2022-05-07 15:46:53

緩沖區(qū)溢出的危害及避免緩沖區(qū)溢出的三種方法

1. 蠕蟲病毒簡介2. 緩沖區(qū)溢出3. 緩沖區(qū)溢出舉例4. 緩沖區(qū)溢出的危害5. 內(nèi)存在計算機(jī)中的排布方式6. 計算機(jī)中越界訪問的后果7. 避免緩沖區(qū)溢出的三種方法7.1 棧隨機(jī)化7.2 ...

2022-03-02 07:55:05

緩沖區(qū)溢出的危害及避免緩沖區(qū)溢出的三種方法

2022-03-30 14:01:14

編譯的三種類型是什么？

編譯的三種類型是什么？ARM_Linux制作嵌入式遠(yuǎn)程調(diào)試工具

2021-12-24 06:42:58

芯片功能測試的五種方法！

芯片功能測試常用5種方法有板級測試、晶圓CP測試、封裝后成品FT測試、系統(tǒng)級SLT測試、可靠性測試。

2023-06-09 16:25:42

解決Lora模塊同頻干擾的三種方法

解決?！　〗鉀QLora模塊同頻干擾的三種方法　　我司客戶使用lora模塊時，也經(jīng)常遇到同頻干擾的問題，因此我司工程師針對此問題，研發(fā)出三套方案來解決此問題：　　方法一：主機(jī)輪詢方式　　主機(jī)輪詢方式是主機(jī)逐個輪詢叫號的方式

2021-02-03 17:46:37

記錄一下MCU存在ROM中的bootloader的三種方法

網(wǎng)上查到的直接進(jìn)入TIVA系列MCU存在ROM中的bootloader的三種方法，記錄一下。使用 TM4C ROM bootloader 的三種方式：Flash Empty當(dāng) MCU Flash

2022-02-14 06:45:18

設(shè)計了兩種根據(jù)讀取信號對應(yīng)輸出三種狀態(tài)的電路，請問哪一種方式比較好？

原理根據(jù)讀取信號對應(yīng)輸出不同狀態(tài)24V、地、懸空，三種狀態(tài)?，F(xiàn)在想到二種方法，大家覺的哪個好？第二種繼電器方法好像是真正的懸空

2019-11-14 09:54:44

設(shè)計低靜態(tài)電流 (IQ) 汽車電池反向保護(hù)系統(tǒng)的三種方法

124標(biāo)準(zhǔn)），直接影響前端電池反向保護(hù)系統(tǒng)的整體設(shè)計。一些原始設(shè)備制造商將車輛處于停車狀態(tài)時的總電流消耗規(guī)定為：在 12V 電池供電系統(tǒng)中每個電子控制單元 (ECU) 低于100μA，在 24V 電池供電系統(tǒng)中低于500μA。在本文中，我將介紹設(shè)計低靜態(tài)電流 (IQ) 汽車電池反向保護(hù)系統(tǒng)的三種方法…

2022-11-04 06:33:16

請問stm32啟動的三種方式是什么意思？

請群主詳細(xì)解釋下這三種啟動方式，看了參考資料不是很明白其意！謝謝！

2019-07-17 04:35:12

進(jìn)程類型及三種狀態(tài)

進(jìn)程類型進(jìn)程的三種狀態(tài)

2021-04-02 07:06:39

香橙派PC Plus電腦開發(fā)板獲取CPU溫度的三種方法

下文將給大家介紹在PC Plus獲取CPU溫度的三種方法：1、shell操作先通過shell操作熱身一下，登錄系統(tǒng)之后使用指令查看CPU溫度，依次輸入以下指令： # 進(jìn)入目錄 cd /sys

2020-07-31 17:48:33

噪聲系數(shù)測量的三種方法

噪聲系數(shù)測量的三種方法 本文介紹了測量噪聲系數(shù)的三種方法：增益法、Y

2006-05-07 13:38:49

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解決電池問題有三種方法

解決電池問題有三種方法 　　　　對于手機(jī)電池問題如何解決，業(yè)內(nèi)人士指出有以下三種方法：　　一、發(fā)明新型電池。目前有日本生產(chǎn)商已經(jīng)展示了概念性的燃

2009-11-10 14:26:13

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Altium-Designer畫元器件封裝的三種方法

Altium-Designer畫元器件封裝的三種方法，感興趣的可以看看。

2016-07-22 16:08:37

Linux常見調(diào)用shell腳本的三種方法

編寫Linux下的應(yīng)用程序時有時需要調(diào)用Linux的相關(guān)shell腳本，在這些腳本中通過調(diào)用Linux的相關(guān)函數(shù)實現(xiàn)對應(yīng)的功能。比如使用ifconfig配置本地的IP地址，采用這種方式省去了自己編寫應(yīng)用程序去實現(xiàn)的麻煩。

2018-06-28 14:28:00

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配比鹽霧試驗所用鹽水溶液的三種方法及教程

本文主要介紹了配比鹽霧試驗所用鹽水溶液的三種方法。

2018-06-21 12:00:00

電感變壓器漆包線快速去漆的三種方法盤點(diǎn)

電感變壓器如何快速的去漆呢？一般在實際的工作中，一般采用手工去皮，電動剝皮，剝離劑剝皮這三種方法來進(jìn)行去漆，那么這三種那種方法更高效呢？

2018-12-21 14:12:32

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Linux下系統(tǒng)調(diào)用的技巧

，　　這個程序代碼將在內(nèi)核模式下運(yùn)行。編譯成功后將生成 syscall.0文件。最后使用insmod　　syscall.o命令將模塊插入內(nèi)核后即可使用增加的系統(tǒng)調(diào)用。　　比較以上二種方法，筆者認(rèn)為采用

2019-04-02 14:36:48

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linux的程序如何運(yùn)行

　運(yùn)行linux程序有三種方法

2020-05-17 09:40:03

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Linux操作系統(tǒng)修改內(nèi)核參數(shù)的三種方法詳細(xì)說明

linux內(nèi)核的參數(shù)設(shè)置怎么弄呢，Linux 操作系統(tǒng)修改內(nèi)核參數(shù)有以下三種方式：

2020-10-06 18:03:00

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外媒爆料這三種方法解決無接口iPhone的刷機(jī)問題

外媒 Appleosophy 曝光了蘋果內(nèi)部正在驗證的三種方法，解決無接口 iPhone 手機(jī)的刷機(jī)問題。

2021-03-05 16:46:13

856

python統(tǒng)計詞頻的三種方法

python統(tǒng)計詞頻的三種方法方法。

2021-05-25 14:33:46

如何區(qū)分xenomai、linux系統(tǒng)調(diào)用/服務(wù)

對于同一個POSIX接口應(yīng)用程序，可能既需要xenomai內(nèi)核提供服務(wù)(xenomai 系統(tǒng)調(diào)用)，又需要調(diào)用linux內(nèi)核提供服務(wù)(linux內(nèi)核系統(tǒng)調(diào)用)，或者既有l(wèi)ibcobalt，又有g(shù)libc庫，他們是如何實現(xiàn)和區(qū)分的？

2022-05-10 10:28:05

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噪聲系數(shù)測量的三種方法

本文介紹了測量噪聲系數(shù)的三種方法：增益法、Y系數(shù)法和噪聲系數(shù)測試儀法。這三種方法的比較以表格的形式給出。

2023-05-18 11:02:22

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分享一下ABB機(jī)器人調(diào)用例行程序的方法

在機(jī)器人的編程中例行程序的調(diào)用是必不可少的，今天來分享一下例行程序調(diào)用的三種方法。

2023-05-25 16:21:26

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linux查找ip地址的三種方法

在 Linux 系統(tǒng)中，經(jīng)常需要查找 IP 地址以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置、故障排除或安全管理。無論是查找本地主機(jī)的 IP 地址還是查找其他設(shè)備的 IP 地址，本文將介紹三種簡單的方法，幫助你在 Linux 中輕松找到所需的 IP 地址。

2023-08-02 09:53:30

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pwm產(chǎn)生的三種方法

pwm產(chǎn)生的三種方法 PWM（Pulse Width Modulation）是一種常用的控制技術(shù)，可以通過調(diào)節(jié)開關(guān)管的通斷時間，通過改變輸出波形的占空比來實現(xiàn)對電路的控制。在現(xiàn)代工業(yè)控制中，PWM

2023-09-02 10:25:54

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Linux系統(tǒng)調(diào)用的具體實現(xiàn)原理

文我將基于 ARM 體系結(jié)構(gòu)角度，從 Linux 應(yīng)用層例子到內(nèi)核系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)的整個過程來梳理一遍，講清楚linux系統(tǒng)調(diào)用實現(xiàn)原理，這里我們以open系統(tǒng)調(diào)用為例來講解。

2023-09-05 17:16:46

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三種方法實現(xiàn)串口接收不定長度的數(shù)據(jù)

下面三種方式都親測可用,實際使用時應(yīng)采用第三種方法，更有效率。

2023-09-14 16:16:14

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修復(fù)鋰電池的三種方法

電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《修復(fù)鋰電池的三種方法.doc》資料免費(fèi)下載

2023-11-15 10:40:31

linux網(wǎng)絡(luò)配置的3種方法

Linux是一種流行的操作系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中。Linux系統(tǒng)提供了多種方法來配置網(wǎng)絡(luò)連接，使得網(wǎng)絡(luò)設(shè)置更加靈活和可定制。本文將會介紹Linux網(wǎng)絡(luò)配置的三種方法，包括命令行方式

2023-11-27 14:33:30

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