三种方法实现Linux系统调用方法分享
系統調用(System Call)是操作系統為在用戶態運行的進程與硬件設備(如CPU、磁盤、打印機等)進行交互提供的一組接口。當用戶進程需要發生系統調用時,CPU 通過軟中斷切換到內核態開始執行內核系統調用函數。下面介紹Linux 下三種發生系統調用的方法:
一、通過 glibc 提供的庫函數
glibc 是 Linux 下使用的開源的標準 C 庫,它是 GNU 發布的 libc 庫,即運行時庫。glibc 為程序員提供豐富的 API(Application Programming Interface),除了例如字符串處理、數學運算等用戶態服務之外,最重要的是封裝了操作系統提供的系統服務,即系統調用的封裝。那么glibc提供的系統調用API與內核特定的系統調用之間的關系是什么呢?
通常情況,每個特定的系統調用對應了至少一個 glibc 封裝的庫函數,如系統提供的打開文件系統調用 sys_open 對應的是 glibc 中的 open 函數; 其次,glibc 一個單獨的 API 可能調用多個系統調用,如 glibc 提供的 printf 函數就會調用如 sys_open、sys_mmap、sys_write、sys_close 等等系統調用; 另外,多個 API 也可能只對應同一個系統調用,如glibc 下實現的 malloc、calloc、free 等函數用來分配和釋放內存,都利用了內核的 sys_brk 的系統調用。
舉例來說,我們通過 glibc 提供的chmod 函數來改變文件 etc/passwd 的屬性為 444:
#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <errno.h>#include <stdio.h>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用,輸出結果為:
chmod failed, errno = 1
上面系統調用返回的值為-1,說明系統調用失敗,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 */
即無權限進行該操作,我們以普通用戶權限是無法修改 /etc/passwd 文件的屬性的,結果正確。寶寶起名寶典
二、使用 syscall 直接調用
使用上面的方法有很多好處,首先你無須知道更多的細節,如 chmod 系統調用號,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。
但有點不足是,如果 glibc 沒有封裝某個內核提供的系統調用時,我就沒辦法通過上面的方法來調用該系統調用。如我自己通過編譯內核增加了一個系統調用,這時 glibc 不可能有你新增系統調用的封裝 API,此時我們可以利用 glibc 提供的syscall 函數直接調用。該函數定義在 unistd.h 頭文件中,函數原型如下:
long int syscall (long int sysno, …)
sysno 是系統調用號,每個系統調用都有唯一的系統調用號來標識。在 sys/syscall.h 中有所有可能的系統調用號的宏定義。 … 為剩余可變長的參數,為系統調用所帶的參數,根據系統調用的不同,可帶0~5個不等的參數,如果超過特定系統調用能帶的參數,多余的參數被忽略。 返回值 該函數返回值為特定系統調用的返回值,在系統調用成功之后你可以將該返回值轉化為特定的類型,如果系統調用失敗則返回 -1,錯誤代碼存放在 errno 中。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的三种方法实现Linux系统调用方法分享的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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