linux系统调用和库函数调用的区别
Linux下对文件操作有两种方式：系统调用（system call）和库函数调用（Library func tions）。可以参考《Linux程序设计》（英文原版为《Beginning Linux Programming》，作者是Neil Matthew和Richard Stones）第三章: Working with files。系统调用实际上就是指最底层的一个调用，在linux程序设计里面就是底层调用的意思。面向的是硬件。而库函数调用则面向的是应用开发的，相当于应用程序的api,采用这样的方式有很多种原因，第一：双缓冲技术的实现。第二，可移植性。第三，底层调用本身的一些性能方面的缺陷。第四：让api也可以有了级别和专门的工作面向。
1、系统调用
系统调用提供的函数如open, close, read, write, ioctl等，需包含头文件unistd.h。以write为例：其函数原型为size_t write(int fd, const void *buf, size_t nbytes)，其操作对象为文件描述符或文件句柄fd(file descriptor)，要想写一个文件，必须先以可写权限用open系统调用打开一个文件，获得所打开文件的fd，例如fd=open(\"/dev/v ideo\", O_RDWR)。fd是一个整型值，每新打开一个文件，所获得的fd为当前最大fd
加1。Linux系统默认分配了3个文件描述符值：0－standard input，1－standard o utput，2－standard error。
系统调用通常用于底层文件访问（low-level file access），例如在驱动程序中对设备文件的直接访问。
系统调用是操作系统相关的，因此一般没有跨操作系统的可移植性。
系统调用发生在内核空间，因此如果在用户空间的一般应用程序中使用系统调用来进行文件操作，会有用户空间到内核空间切换的开销。事实上，即使在用户空间使用库函数来对文件进行操作，因为文件总是存在于存储介质上，因此不管是读写操作，都是对硬件（存储器）的操作，都必然会引起系统调用。也就是说，库函数对文件的操作实际上是通过系统调用来实现的。例如C库函数fwrite()就是通过write()系统调用来实现的。
这样的话，使用库函数也有系统调用的开销，为什么不直接使用系统调用呢？这是因为，读写文件通常是大量的数据（这种大量是相对于底层驱动的系统调用所实现的数据操作单位而言），这时，使用库函数就可以大大减少系统调用的次数。这一结果又缘于缓冲区技术。在用户空间和内核空间，对文件操作都使用了缓冲区，例如用fwrite写文件，都是先将内容写到用户空间缓冲区，当用户空间缓冲区满或者写操作结束时，才将用户缓冲区的内容写到内核缓冲区，同样的道理，当内核缓冲区满或写结束时才将内核缓冲区内容写到文件对应的硬件媒介。
2、库函数调用
标准C库函数提供的文件操作函数如fopen, fread, fwrite, fclose, fflush, fseek等，需包含头文件stdio.h。以fwrite为例，其函数原型为size_t fwrite(const void *buff
er, size_t size, size_t item_num, FILE *pf)，其操作对象为文件指针FILE *pf，要想写一个文件，必须先以可写权限用fopen函数打开一个文件，获得所打开文件的FILE 结构指针pf，例如pf=fopen(\"~/proj/filename\", \"w\")。实际上，由于库函数对文件的操作最终是通过系统调用实现的，因此，每打开一个文件所获得的FILE结构指针都有一个内核空间的文件描述符fd与之对应。同样有相应的预定义的FILE指针：stdin－stan dard input，stdout－standard output，stderr－standard error。
库函数调用通常用于应用程序中对一般文件的访问。
库函数调用是系统无关的，因此可移植性好。
由于库函数调用是基于C库的，因此也就不可能用于内核空间的驱动程序中对设备的操作。※函数库调用VS 系统调用
实验一添加一个新的系统调用 一、实验目的 理解操作系统内核与应用程序的接口关系；加深对内核空间和用户空间的理解；学会增加新的系统调用。 二、实验内容与要求 首先增加一个系统调用函数，然后连接新的系统调用，重建新的Linux内核，用新的内核启动系统，使用新的系统调用（2.4内核和2.6内核任选一个） 三、实验指导（2.6版本） ⑴获得源代码（本次实验的内核版本是2.6.22.5,必须是root用户） 1.从教育在线上下载内核源代码到本地磁盘；保存在/usr/src目录下 2.进入终端，输入命令cd /usr/src 进入/usr/src目录（可以输入ls命令会发现目录下有一个名为LINUX_2_6_22_5.TAR.BZ2的压缩文件） 3.当前目录下(/usr/src)输入命令tar –xjvf LINUX_2_6_22_5.TAR.BZ2 解压缩源代码，命令执行完毕后，会出现/usr/src/linux-2.6.22.5文件夹 4.修改文件夹下的3个文件 第一，编辑/usr/src/linux-版本号/kernel/sys.c文件，添加函数： asmlinkage long sys_mycall(long number) { printk(“call number is %d\n”,number); return number; } 第二，修改/usr/src/linux-版本/include/asm-i386/unistd.h 添加一行#define __NR_mycall 324 到当前的最大系统调用号之后，比如原来最大的是323，在323的这一行之后加上一行#define __NR_mycall 324 修改#define NR_systemcalls 的值，改成原来的值+1，比如原来是324 改成325 第三，编辑/usr/src/linux-版本/arch/i386/kernel/syscall_table.S,在文件最后加上一行：.long sys_mycall 5.重新编译内核 在终端输入命令，进入源代码文件夹，cd /usr/src/linux-2.6.22.5 依次执行如下命令：make mrproper make clean make xconfig (自己配置内核，出现图形对话框后，直接点保存，关闭) make （耗时最长，大约20分钟） make modules_install （安装模块） 以上命令执行完毕后，会在当前目录下生成一个名为System.map的文件，会在/usr/src/linux-版本号/arch/i386/boot/下生成一个bzImage文件。
凌阳教育 嵌入式培训系统编程部分测试试题 注：考试为闭卷，程序题需上机操作运行出结果，考试时间为120分钟 一：选择题（本题共4小题，每题3分共12分） 1)下列不是Linux系统进程类型的是( D ) A 交互进程 B 批处理进程 C 守护进程 D 就绪进程（进程状态） 2)以下对信号的理解不正确的是( B ) A 信号是一种异步通信方式 B 信号只用在用户空间进程通信，不能和内核空间交互 C 信号是可以被屏蔽的 D 信号是通过软中断实现的 3)进程有三种状态( C ) A 准备态、执行态和退出态 B 精确态、模糊态和随机态 C 运行态、就绪态和等待态 D 手工态、自动态和自由态 4)不是进程和程序的区别( B) A 程序是一组有序的静态指令，进程是一次程序的执行过程 B 程序只能在前台运行，而进程可以在前台或后台运行 C 程序可以长期保存，进程是暂时的 D 程序没有状态，而进程是有状态的 二：填空题（本题共6小题，2）、3）两题每空四分，其余每空一分。共23分） 1) 列举八种常见的进程间通信方式无名管道、有名管道、消息队列、信号量、共享内存、信号、套接字 网络上两个主机的进程间通信方式为套接字 2) 命名管道比无名管道的优势提供了一个可以访问的路径名，实现没亲缘关系的进程 间通信 3) 消息队列比命名管道和无名管道的优势可以按类型实现消息的随机查询，没必要先 进先出 4) 按照逻辑结构不同进行数据库划分，Sqlite 数据库属于哪一类关系型数据库 5) 在C语言中操作sqlite数据库，常用的2中方式是sqlite_exec(回调)、
sqlite_gettable(非回调) 6) 列举四种进程调度算法先来先调度(FCFS)、短进程优先调度(SPF)、高优先级调度 (HPF)、时间片轮转调度 三：问答题（本题共7题，每题5分，共35分） 1) 什么是系统调用？系统调用是通过什么方式陷入内核态的？请写出你对系统调用的理解。什么是文件I/O和标准I/O库？文件I/O和标准I/O库的区别? 系统调用是指操作系统提供给用户程序调用的一组特殊接口，用户程序可以通过这组接口获得操作系统内核提供的服务。 系统调用是通过软件中断方式陷入内核的 linux的文件I/O是由操作系统提供的基本IO服务, 标准I/O库通过封装系统调用，提供了一个到底层I/O的接口。 标准I／O默认采用了缓冲机制，还创建了一个包含文件和缓冲区相关数据的数据结构；文件I/O一般没有采用缓冲模式，需要自己创建缓冲区。一种是标准库封装系统调用而成，更高级，一种是系统提供的，比较低级；标准I／O可移植性高、文件I/O可移植性低。 2) 什么是进程？用fork()创建一个子进程时，系统会做什么工作 进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配的单位，不仅是系统内部独立运行的实体也是独立竞争资源的实体。 用fork（）时系统会分配子进程一个ID号然后继承父进程的地址空间，包括进程上下文进程堆栈打开的文件描述符等等，他就是父进程的一个复制品。 3) 进程和线程有什么区别？ 每个独立的进程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行，必须依存在进程程中，由进程提供多个线程执行的控制。 进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位. 线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源. 一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。 4) 什么是线程的互斥和同步，程序应怎样写才能达到互斥或同步？ 互斥：是指某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问，具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序，即访问是无序的。 同步：是指在互斥的基础上（大多数情况），通过其它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下，同步已经实现了互斥，特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源。 在写程序时可以用互斥锁和信号量实现线程同步，一个线程访问共享资源时给这个资源上锁其他线程就不能访问了直到上锁的进程释放互斥锁为止。 5) 什么是僵尸进程？孤儿进程？守护进程？ 僵尸进程：僵尸进程是指它的父进程已经退出(父进程没有等待(调用wait/waitpid)它)，而该进程dead之后没有进程接受，就成为僵尸进程，也就是(zombie)进程。 孤儿进程：一个父进程退出，而它的一个或多个子进程还在运行，那么那些子进程将成
探究linux内核,超详细解析子系统 Perface 前面已经写过一篇《嵌入式linux内核的五个子系统》，概括性比较强，也比较简略，现在对其进行补充说明。 仅留此笔记，待日后查看及补充！Linux内核的子系统 内核是操作系统的核心。Linux内核提供很多基本功能，如虚拟内存、多任务、共享库、需求加载、共享写时拷贝（Copy-On-Write）以及网络功能等。增加各种不同功能导致内核代码不断增加。 Linux内核把不同功能分成不同的子系统的方法，通过一种整体的结构把各种功能集合在一起，提高了工作效率。同时还提供动态加载模块的方式，为动态修改内核功能提供了灵活性。系统调用接口用户程序通过软件中断后，调用系统内核提供的功能，这个在用户空间和内核提供的服务之间的接口称为系统调用。系统调用是Linux内核提供的，用户空间无法直接使用系统调用。在用户进程使用系统调用必须跨越应用程序和内核的界限。Linux内核向用户提供了统一的系统调用接口，但是在不同处理器上系统调用的方法
各不相同。Linux内核提供了大量的系统调用，现在从系统 调用的基本原理出发探究Linux系统调用的方法。这是在一个用户进程中通过GNU C库进行的系统调用示意图，系 统调用通过同一个入口点传入内核。以i386体系结构为例，约定使用EAX寄存器标记系统调用。 当加载了系统C库调用的索引和参数时，就会调用0x80软件中断，它将执行system_call函数，这个函数按照EAX 寄存器内容的标示处理所有的系统调用。经过几个单元测试，会使用EAX寄存器的内容的索引查system_call_table表得到系统调用的入口，然后执行系统调用。从系统调用返回后，最终执行system_exit，并调用resume_userspace函数返回用户空间。 linux内核系统调用的核心是系统多路分解表。最终通过EAX寄存器的系统调用标识和索引值从对应的系统调用表 中查出对应系统调用的入口地址，然后执行系统调用。 linux系统调用并不单层的调用关系，有的系统调用会由
Linux内核中内存相关的操作函数 1、kmalloc()/kfree() static __always_inline void *kmalloc(size_t size, gfp_t flags) 内核空间申请指定大小的内存区域，返回内核空间虚拟地址。在函数实现中，如果申请的内存空间较大的话，会从buddy系统申请若干内存页面，如果申请的内存空间大小较小的话，会从slab系统中申请内存空间。 gfp_t flags 的选项较多。参考内核文件gfp.h. 在函数kmalloc()实现中，如果申请的空间较小，会根据申请空间的大小从slab中获取;如果申请的空间较大，如超过一个页面，会直接从buddy系统中获取。 2、vmalloc()/vfree() void *vmalloc(unsigned long size) 函数作用：从高端(如果存在，优先从高端)申请内存页面，并把申请的内存页面映射到内核的动态映射空间。vmalloc()函数的功能和alloc_pages(_GFP_HIGHMEM)+kmap() 的功能相似，只所以说是相似而不是相同，原因在于用vmalloc()申请的物理内存页面映射到内核的动态映射区(见下图)，并且，用vmalloc()申请的页面的物理地址可能是不连续的。而alloc_pages(_GFP_HIGHMEM)+kmap()申请的页面的物理地址是连续的，被映射到内核的KMAP区。 vmalloc分配的地址则限于vmalloc_start与vmalloc_end之间。每一块vmalloc分配的内核虚拟内存都对应一个vm_struct结构体(可别和vm_area_struct搞混，那可是进程虚拟内存区域的结构)，不同的内核虚拟地址被4k大小的空闲区间隔，以防止越界--见下图)。与进程虚拟地址的特性一样，这些虚拟地址与物理内存没有简单的位移关系，必须通过内核页表才可转换为物理地址或物理页。它们有可能尚未被映射，在发生缺页时才真正分配物理页面。 如果内存紧张，连续区域无法满足，调用vmalloc分配是必须的，因为它可以将物理不连续的空间组合后分配，所以更能满足分配要求。vmalloc可以映射高端页框，也可以映射底端页框。vmalloc的作用只是为了提供逻辑上连续的地址… 注意：在申请页面时，如果注明_GFP_HIGHMEM,即从高端申请。则实际是优先从高端内存申请，顺序为(分配顺序是HIGH, NORMAL, DMA )。 3、alloc_pages()/free_pages() 内核空间申请指定个数的内存页，内存页数必须是2^order个页。 alloc_pages(gfp_mask, order) 中，gfp_mask 是flag标志，其中可以为_ _GFP_DMA、_GFP_HIGHMEM 分别对应DMA和高端内存。
首先，进入到内核源码目录/usr/src/linux-2.6.34中，添加自己的系统调用号。 lyh@lyh:~$ cd /usr/src/linux-2.6.34/ 系统调用号在unistd_32.h文件中定义。内核中每个系统调用号都是 以“__NR_"开头的，在该文件中添加自己的系统调用号 lyh@lyh:/usr/src/linux-2.6.34$ sudo vim arch/x86/include/asm/unistd_32.h #define __NR_pwritev 334 #define __NR_rt_tgsigqueueinfo 335 #define __NR_perf_event_open 336 #define __NR_recvmmsg 337 #define __NR_mycall 338 #ifdef __KERNEL__ #define NR_syscalls 339 在内核源文件中该行为#define NR_syscalls 338，在系统调用执行的过程中，system_call()函数会根据该值来对用户态进程的有效性进行检查。如果这个号大于或等于NR_syscalls，系统调用处理程序终止。所以应该将原来的#define NR_syscalls 338修改为#define NR_syscalls 339 其次，在系统调用表中添加相应的表项 （1）lyh@lyh:/usr/src/linux-2.6.34$ sudo vim arch/x86/kernel/syscall_table_32.S ENTRY(sys_call_table) .long sys_restart_syscall .long sys_exit ………………（这里省略了部分） .long sys_rt_tgsigqueueinfo .long sys_perf_event_open .long sys_recvmmsg .long sys_mycall （2）lyh@lyh:/usr/src/linux-2.6.34$ sudo vim arch/h8300/kernel/syscalls.S #include
linux的system () 函数详解 system（执行shell 命令） 相关函数 fork，execve，waitpid，popen 表头文件 ＃i nclude
选题要求：在Linux内核中增加一个系统调用，并编写对应的linux应用程序。利用该系统调用能够遍历系统当前所有进程的任务描述符，并按进程父子关系将这些描述符所对应的进程id（PID）组织成树形结构显示。
目录 一.程序的主要设计思路，实现方式 (1) 1.1 添加系统调用的两种方法 (1) 1.1.1编译内核法 (1) 1.1.2内核模块法 (1) 1.2 程序的主要设计思路 (1) 1.3 环境 (2) 二.程序的模块划分，及对每个模块的说明 (2) 2.1 通过内核模块实现添加系统调用 (2) 2.1.1修改系统调用的模块 (2) 2.1.2获取sys_call_table的地址 (2) 2.1.3清除内存区域的写保护 (3) 2.2 编写系统调用指定自己的系统调用 (4) 2.2.1内核的初始化函数 (4) 2.2.2自己的系统调用服务例程 (4) 2.2.3移除内核模块时，将原有的系统调用进行还原 (6) 2.2.4模块注册相关 (6) 2.3 编写用户态的测试程序 (6) 2.4 编写Makefile文件 (7) 三.所遇到的问题及解决的方法 (8) 3.1 进程个数确定 (8) 3.2 被更改的系统调用号的选择 (8) 3.3 获取系统调用表的地址 (8) 3.4 内核和用户态数据交换 (8) 四.程序运行结果及使用说明 (8) 4.1 将编译出来的内核模块hello.ko加载到内核中 (8)
4.2通过dmesg查看输出信息是否正确 (9) 4.3运行测试程序，输出树状打印结果（部分结果截图） (9) 4.4卸载自定义模块 (10) 五.附录 (11) 5.1 内核模块程序hello.c (11) 5.2 测试程序hello_test.c (14) 5.3Makefile文件 (14)
Name pdbedit ? manage the SAM database (Database of Samba Users) Synopsis pdbedit [?a] [?b passdb?backend] [?c account?control] [?C value] [?d debuglevel] [?D drive] [?e passdb?backend] [?f fullname] [??force?initialized?passwords] [?g] [?h homedir] [?i passdb?backend] [?I domain] [?K] [?L] [?m] [?M SID|RID] [?N description] [?P account?policy] [?p profile] [??policies?reset] [?r] [?s configfile] [?S script] [?t] [??time?format] [?u username] [?U SID|RID] [?v] [?V] [?w] [?x] [?y] [?z] [?Z] DESCRIPTION This tool is part of the samba(7) suite. The pdbedit program is used to manage the users accounts stored in the sam database and can only be run by root. The pdbedit tool uses the passdb modular interface and is independent from the kind of users database used (currently there are smbpasswd, ldap, nis+ and tdb based and more can be added without changing the tool). There are five main ways to use pdbedit: adding a user account, removing a user account, modifing a user account, listing user accounts, importing users accounts. OPTIONS ?L|??list This option lists all the user accounts present in the users database. This option prints a list of user/uid pairs separated by the ′:′ character. Example: pdbedit ?L sorce:500:Simo Sorce samba:45:Test User ?v|??verbose This option enables the verbose listing format. It causes pdbedit to list the users in the database, printing out the account fields in a descriptive format. Example: pdbedit ?L ?v
第八章 Linux下的系统调用 8.1 系统调用介绍 8.1.1 引言 系统调用是内核提供的、功能十分强大的一系列函数。它们在内核中实现，然后通过一定的方式（库、陷入等）呈现给用户，是用户程序与内核交互的一个接口。如果没有系统调用，则不可能编写出十分强大的用户程序，因为失去了内核的支持。由此可见系统调用的地位举足轻重。内核的主体可以归结为： 系统调用的集合； 实现系统调用的算法。 8.1.2 系统调用的实现流程 这里我们通过getuid()这个简单的系统调用来分析一下系统调用的实现流程。在分析这个程序时并不考虑它的底层是如何实现的，而只需知道每一步执行的功能。 首先来看一个例子： #include
qt默认的编程语言为C++语言。如果你用qt编译.c文件，会出现找不到C语言的默认头文件等错误（如：stdio.h等）。qt中不支持 extern "C"{}的这种写法，我前几天有一个C程序需要移植到Qt的工程中，本希望直接extern "C"就ok了，但发现qt4居然不支持这种写法。我的程序中用到了好几个linux系统头文件，是向串口发指令之类的程序，程序中用到了互斥锁并创建了一个线程。如果再用qt语言来写一遍的话我会挂掉的，所以没有办法，在网上找了半天，终于找到解决方法。 将.c文件编译为函数库的方式在qt下调用，这种方法貌似行得通，我就开始行动了。 下面的内容讲得比较多，比较全，比较适合初学者，是我在网上down的，给出了原网站的链接，最后给出了一个程序。经过自己整理好归纳如下： 需要说明的是：使用gcc可以将程序编译成动态库或者静态库的形式，它们在程序中的调用的方式也不尽相同，给出的程序中调用的是动态连接库。编译成动态的还是静态的根据自己的需要进行。如果原C程序编译的时候需要gcc的额外选项(如gcc -lpthread -o hello hello.c)等，建议采用动态的形式。 1.什么是静态连接库，什么是动态链接库 静态链接库与动态链接库都是共享代码的方式，如果采用静态链接库，则无论你愿不愿意，lib 中的指令都全部被直接包含在最终生成的EXE 文件中了。但是若使用DLL，该DLL 不必被包含在最终EXE 文件中，EXE 文件执行时可以“动态”地引用和卸载这个与EXE 独立的DLL 文件。静态链接库和动态链接库的另外一个区别在于静态链接库中不能再包含其他的动态链接库或者静态库，而在动态链接库中还可以再包含其他的动态或静态链接库。在windows和linux上都是相同的，只不过文件的格式不同而已。 https://www.doczj.com/doc/6d18025471.html,/winston/archive/2008/07/05/1236273.html 2.gcc生成静态库和动态库 第1步：编辑得到举例的程序--hello.h、hello.c和main.c； 第2步：将hello.c编译成.o文件；
2002 年 3 月 01 日 本文列出了大部分常见的Linux系统调用，并附有简要中文说明。 以下是Linux系统调用的一个列表，包含了大部分常用系统调用和由系统调用派生出的的函数。这可能是你在互联网上所能看到的唯一一篇中文注释的Linux系统调用列表，即使是简单的字母序英文列表，能做到这么完全也是很罕见的。 按照惯例，这个列表以man pages第2节，即系统调用节为蓝本。按照笔者的理解，对其作了大致的分类，同时也作了一些小小的修改，删去了几个仅供内核使用，不允许用户调用的系统调用，对个别本人稍觉不妥的地方作了一些小的修改，并对所有列出的系统调用附上简要注释。 其中有一些函数的作用完全相同，只是参数不同。（可能很多熟悉C++朋友马上就能联想起函数重载，但是别忘了Linux核心是用C语言写的，所以只能取成不同的函数名）。还有一些函数已经过时，被新的更好的函数所代替了（gcc在链接这些函数时会发出警告），但因为兼容的原因还保留着，这些函数我会在前面标上“*”号以示区别。 一、进程控制： fork 创建一个新进程 clone 按指定条件创建子进程 execve 运行可执行文件 exit 中止进程 _exit 立即中止当前进程 getdtablesize 进程所能打开的最大文件数 getpgid 获取指定进程组标识号 setpgid 设置指定进程组标志号 getpgrp 获取当前进程组标识号 setpgrp 设置当前进程组标志号 getpid 获取进程标识号 getppid 获取父进程标识号 getpriority 获取调度优先级 setpriority 设置调度优先级 modify_ldt 读写进程的本地描述表 nanosleep 使进程睡眠指定的时间 nice 改变分时进程的优先级 pause 挂起进程，等待信号 personality 设置进程运行域 prctl 对进程进行特定操作 ptrace 进程跟踪 sched_get_priority 取得静态优先级的上限 _max sched_get_priority 取得静态优先级的下限 _min sched_getparam 取得进程的调度参数 sched_getscheduler 取得指定进程的调度策略 sched_rr_get_inter 取得按RR算法调度的实时进程的时间片长度 val sched_setparam 设置进程的调度参数 sched_setscheduler 设置指定进程的调度策略和参数
（一）文件操作篇 1、creat（建立文件） 头文件 1 #include
操作系统实验报告 ----- Linux下的系统调用 计算机10-4 赵俊楠10081407 实验目的：实现多个系统调用实验 实验内容：添加简单系统调用、添加随机抽牌系统调、用模块添加系统调用 实验步骤： （我是将三个系统调用添加完毕后一起编译的） 1.在usr/src/linux- 2.4/include/asm i386/unistd.h中添加#define __NR_print_info 259和#define __NR_rank 260 2.在usr/src/linux-2.4/arch/i386/kernel/entry.S中添加.long SYMBOL_NAME(sys_print_info)和.long SYMBOL_NAME(sys_rank)； 3.在usr/src/linux-2.4/kernel中添加 asmlinkage int sys_rank(int value,int suit) { if (value==1) return (int)(4*13+suit); else return (int)(4*(value-1)+suit); };和 asmlinkage int sys_print_info(int testflag) { printk(KERN_EMERG " It's my syscall function!\n"); return 0; } 4.在usr/src/linux-2.4/kernel/ksyms中添加 #ifndef __mips__ EXPORT_SYMBOL(sys_call_table); #endif 至此，三个实验的系统调用添加完毕下面开始编译内核。 5.make clean make mrproper make oldconfig make dep make bzImage make modules make modules_install make install 在添加系统调用时候一定要专心、仔细，否则在编译的时候会出现错误，改起来很麻烦！！ 6.重启Linux后，显示界面如下（没有改内核版本号）
零、本课程能学到的内容 1、文件系统及文件的IO操作。 2、linux的多进程编程。 3、linux的多线程编程。 4、进程及线程之间的同步和异步通信 5、linux的网络编程（编写服务器、客户端、TCP、UDP程序）。 一、linux的系统调用 用户程序通过软中断的方式，让cpu切换到内核态运行，数据就借此传输。 对于CPU来说，它不知道现在运行是用户程序还是内核程序。软中断后，cpu根据拿到的数据，进行特定的任务，然后退出中断，将任务的结果交回给用户程序。 这个任务如何描述？是通过数字来编号的。 例子：写一个打印字符串的程序，通过系统调用来完成。 需要传递的参数有：指向字符串的指针（字符串的首地址），字符串的长度。 汇编写法 用int$0x80产生软中断 C的写法 直接使用syscall函数（它的本质就是用软中断来产生系统调用） 系统调用编号见：/usr/include/asm/unistd_32.h里 一共有358个。其中，4号对应的write调用。 二、linux文件系统基础 扇区（sector）：磁头读取的最小单位数据，在磁盘上类似一个扇子的形状。一般是512个字节。 块（block）：软件读取磁盘的最小单位数据，一般来说是扇区的2的n次幂大小，常用的有4096个字节。 块就是文件存放的最小单位。如果有一个文件是15045个字节，那么就分成4个块存储，最后那个块的数据是不满的。 可以用数组的方式将一个文件的所有数据块的编号保存起来。
这个数组多大合适？ 前提是数组大小要固定，才好管理。 用一个15元素的数组来保存数据块的编号。 其中0-11元素，保存数据块的前面12个，第12个元素是一个一级指针，指向另一个表格，那个表格是4096字节，可以保存1024个块的编号。 如果还不够，第13个元素是一个二级指针，指向的那个表格是一级指针表格。14个元素是三级指针，指向的表格是二级指针表格。 全部用完可以存储2G大小的文件的数据块编号。 在文件系统内部，如何来表示一个文件呢？ 用一个inode结构体来表示一个文件。inode是index node的意思。也叫索引节点。一个索引节点对应一个文件，有多少个文件就有多少个索引节点。 inode结构体里面有文件的大小、文件的修改时间、文件的权限、文件的数据块的编号数组。 inode结构体数组保存了所有文件的inode，这个数组的下标就是inode编号。文件名或者目录名保存目录文件的数据块里面。在linux里面，一个目录也是一个文件，叫做目录文件，其它的叫做普通文件。目录文件里就有，inode编号和文件名的对应关系。 那么，给出文件路径时，如何找到这个文件的数据块？ /usr/include/stdio.h 首先，找到根目录的数据块，从里面找到文件和inode编号关系表， 例如usr这个文件名和inode编号为10002是对应的，那么就到inode结构体数组里找出下标为10002的元素，得到对应文件usr的数据块，因为usr也是一个文件夹，既然是文件夹，它的数据块里面也会有关系表，就可以找到include这个文件的数据块，最后找到stdio.h的数据块，这个是一个普通文件，就把它的数据块全部取出来。 这里搜索的起点是根目录的数据块，那么这个文件的数据块到哪里找？ 在一个磁盘里面，最开始的几个块，存储了本磁盘的很多重要数据，例如块的大小，有哪些inode下标空闲，哪些已经用了，最重要的是根目录的数据块。 所有的参数存放在其中的一个块，这个块叫做超级块（super block）。在磁盘格式化，实际就是生成一个超级块。这个块的重要性毋庸置疑，如果数据被损坏，则磁盘没办法使用。 三、打开文件 在linux里面，用open函数就可以打开一个文件。 函数原型：int open(const char*path,int flag) 函数如果打开成功，则返回一个文件描述符f ile d escribtor，这个描述符fd是一个非负整数。 1、文件描述符
Linux系统调用实现机制实验报告 实验目的： 熟悉Linux系统调用过程，掌握系统调用的基本原理并在实验中实现系统调用的添加。 实验所需软件： 实验平台：VMware WorkStation； 系统环境：Red Hat Linux9.0； 传输工具：Ftp server(Serv USetup); 实验过程： 一、实验环境的搭建 (一)在Window下安装虚拟机VMware WorkStation； (二)在虚拟机上安装Red Hat 9.0系统； (三)在Window下安装Ftp Server，实现Linux与windows文件共享。 1. Ftp服务器的配置 打开Ftp Server，在[管理控制台]中选择[新建域]，系统会弹出配置域向导的对话框，这里按要求填入相应信息，即可配置成功一个ftp服务器。步骤1要求用户填入域的[名称]和[说明]，[名称]必须填写，[说明]可以不填。例如：在名称中输入[Linux实验]，选择[下一步]，便进入到域向导的步骤2。 步骤2是服务器访问协议和端口的配置，默认即可，点击[下一步]进入步骤3。步骤3是IP地址的配置，输入Windows主机的IP地址（202.112.147.176）。 确认无误后，点击[完成]。接下来要做的就是为域添加用户，根据添加用户向导，逐个填写[用户名]，[密码]，[根目录（即共享的文件目录）]以及[访问权限]。本次实验的配置为：tml(用户名),密码为空，E：\安全操作系统\实验材料（存放config-2.4.18forMP.txt和linux-2.4.18.tar.gz的目录），完全访问（访问权限）。到此，服务器的配置已经完成。 2. 在Linux下访问服务器，并下载文件
Linux文件系统调用 一、实验目的： （1）掌握Linux提供的文件系统调用的使用方法。 （2）熟悉文件系统的系统调用用户接口。 （3）了解操作系统文件系统的工作原理和工作方式。 二、实验内容 编写一个文件工具filetools，使其具有以下功能： 0．退出 1．创建新文件 2．写文件 3．读文件 4．修改文件权限 5．查看当前文件权限并退出。 提示用户输入功能号，并根据用户输入的功能选择相应的功能。三、参考代码 #include
Linux0.11系统调用原理及实验总结 1系统调用的原理 1.1概述 系统调用是一个软中断，中断号是0x80，它是上层应用程序与Linux系统内核进行交互通信的唯一接口。通过int 0x80，就可使用内核资源。不过，通常应用程序都是使用具有标准接口定义的C函数库间接的使用内核的系统调用，即应用程序调用C函数库中的函数，C函数库中再通过int 0x80进行系统调用。 所以，系统调用过程是这样的： 应用程序调用libc中的函数－>libc中的函数引用系统调用宏－>系统调用宏中使用int 0x80完成系统调用并返回。 另外一种访问内核的方式是直接添加一个系统调用，供自己的应用程序使用，这样就不再使用库函数了，变得更为直接，效率也会更高。 1.2相关的数据结构 在说具体的调用过程之前，这里先要说几个数据结构。 1.2.1 系统调用函数表 系统调用函数表sys_call_table是在sys.h中定义的，它是一个函数指针数组，每个元素是一个函数指针，它的值是各个系统提供的供上层调用的系统函数的入口地址。也就是说通过查询这个表就可以调用软中断0x80所有的系统函数处理函数。 1.2.2 函数指针偏移宏 这是一系列宏，它们的定义在unistd.h中，基本形式为＃define _NR_name value，name为系统函数名字，value是一个整数值，是name所对应的系统函数指针在sys_call_table中的偏移量。 1.2.3 系统调用宏 系统调用宏_syscalln(type,name)在内核的unistd.h文件中定义的，对它展开就是： type name（参数列表） { 调用过程； }； 其中，n为参数个数，type为函数返回值类型，name为所要调用的系统函数的名字。在unistd.h 中共定义了4个这样的宏（n从0到3），也就是说，0.11核中系统调用最多可带3个参数。
linux系统调用和库函数调用的区别 Linux下对文件操作有两种方式：系统调用（system call）和库函数调用（Library func tions）。可以参考《Linux程序设计》（英文原版为《Beginning Linux Programming》，作者是Neil Matthew和Richard Stones）第三章: Working with files。系统调用实际上就是指最底层的一个调用，在linux程序设计里面就是底层调用的意思。面向的是硬件。而库函数调用则面向的是应用开发的，相当于应用程序的api,采用这样的方式有很多种原因，第一：双缓冲技术的实现。第二，可移植性。第三，底层调用本身的一些性能方面的缺陷。第四：让api也可以有了级别和专门的工作面向。 1、系统调用 系统调用提供的函数如open, close, read, write, ioctl等，需包含头文件unistd.h。以write为例：其函数原型为size_t write(int fd, const void *buf, size_t nbytes)，其操作对象为文件描述符或文件句柄fd(file descriptor)，要想写一个文件，必须先以可写权限用open系统调用打开一个文件，获得所打开文件的fd，例如fd=open(\"/dev/v ideo\", O_RDWR)。fd是一个整型值，每新打开一个文件，所获得的fd为当前最大fd 加1。Linux系统默认分配了3个文件描述符值：0－standard input，1－standard o utput，2－standard error。 系统调用通常用于底层文件访问（low-level file access），例如在驱动程序中对设备文件的直接访问。 系统调用是操作系统相关的，因此一般没有跨操作系统的可移植性。 系统调用发生在内核空间，因此如果在用户空间的一般应用程序中使用系统调用来进行文件操作，会有用户空间到内核空间切换的开销。事实上，即使在用户空间使用库函数来对文件进行操作，因为文件总是存在于存储介质上，因此不管是读写操作，都是对硬件（存储器）的操作，都必然会引起系统调用。也就是说，库函数对文件的操作实际上是通过系统调用来实现的。例如C库函数fwrite()就是通过write()系统调用来实现的。 这样的话，使用库函数也有系统调用的开销，为什么不直接使用系统调用呢？这是因为，读写文件通常是大量的数据（这种大量是相对于底层驱动的系统调用所实现的数据操作单位而言），这时，使用库函数就可以大大减少系统调用的次数。这一结果又缘于缓冲区技术。在用户空间和内核空间，对文件操作都使用了缓冲区，例如用fwrite写文件，都是先将内容写到用户空间缓冲区，当用户空间缓冲区满或者写操作结束时，才将用户缓冲区的内容写到内核缓冲区，同样的道理，当内核缓冲区满或写结束时才将内核缓冲区内容写到文件对应的硬件媒介。 2、库函数调用 标准C库函数提供的文件操作函数如fopen, fread, fwrite, fclose, fflush, fseek等，需包含头文件stdio.h。以fwrite为例，其函数原型为size_t fwrite(const void *buff