http://www.educity.cn/Linux/1242138.html

最近做的项目跟Linux内核的关系比较大,我们的项目需要在用户态触发一些内核态的代码运行。众所周知,内核态的代码是不能直接被用户态代码调用的,用户态代码触发内核态代码的必须要经过系统调用。

为什么选择ioctl

  那么该如何实现我们的需求呢?有几种方法:

  1.   改写内核,扩大系统调用表,添加新的系统调用

  2.   利用内核模块,覆盖没被使用或这使用频率很低的一个系统调用的处理函数

  3.   利用已有的系统调用,比如ioctl,来“实现”自定义的系统调用。

  第一种方法需要修改内核,适用面比较窄;第二种方法hack意味很浓,没有被使用的系统调用号有限,不同模块可能都使用这种机制,可能会产生冲突。最终我们选择了第三种方法。下面将一一道来。

  ioctl系统调用是用户态控制设备的接口,其用户态原型为

  int ioctl(int d, int request, ...)

  

  第一个参数是打开的设备文件的文件描述符,通常是open系统调用的返回值;第二个参数request是可以自定义的请求号;第三个参数可以是一个指 针,指向一段用户态内存,用来传递参数,也可以是一个整形数据。函数原型中的'...'并非表示ioctl是可变参数函数,只是为了告诉编译器不要检查第 三个参数。

  在较新内核中,ioctl的内核态原型为unlock_ioctl

  long unlocked_ioctl(struct file *file, unsigned int request, unsigned long arg);

  

  这个原型可以在struct file_operation的定义中找到,还有一个compat_ioctl,用于内核为64位,用户空间为32位的情形,跟我们的需求关系不大。

  传入的request和arg就来自于ioctl系统调用的第二个和第三个参数。在内核态中,可以根据request的值,来调用约定的函数,“实现”自定义的系统调用。

  需要注意的是,request的值并不是可以随随便便自定义的,需要遵循一些规则,可以参考《选择ioctl命令》(注意它用的ioctl的原型是老内核的)。

  ioctl是用来操作设备的,因此我们需要一个虚拟的设备,以便ioctl能够工作。

如何实现

  实现虚拟设备需要通过内核模块来实现。这篇文章写了如何写一个入门的内核模块。

  1.   在内核模块初始化代码中

    1.   用alloc_chrdev_region申请一个设备号

    2.   初始化一个struct file_operations类型的全局变量,将open、close、unlocked_ioctl等成员赋值为我们实现的函数。

    3.   利用cdev_add将设备号与file_operations关联起来

    4.   用class_create创建一个设备类

    5.   用device_create创建一个虚拟设备

  2.   在内核模块销毁代码中

    1.   用cdev_del解除设备号与设备操作之间的关联

    2.   用device_destroy销毁设备

    3.   用class_destroy销毁设备类

    4.   用unregister_chrdev_region释放设备号。

  3.   在自定义的unlocked_ioctl中

    1.   通过switch-case,根据request号进入某个case

    2.   如果目标函数没有参数,那么直接调用即可

    3.   如果要传递给目标函数的参数直接存储在arg中,则直接读取arg再调用即可。

    4.   如果要传递给目标函数的参数是arg所指向的一段用户态内存,则需要从用户态拷贝到内核态。较少的数据可以用get_user和put_user来读写,较多的数据可以用copy_from_user和copy_to_user来读写。准备好参数之后,调用目标函数

使用ioctl“实现”自定义的系统调用的更多相关文章

  1. linux自定义系统调用

    1 Linux3.10.21内核系统调用设置 以前看的内核版本时2.6.11的,里面的系统调用设置一目了然啊!在文件entry.S中直接定义了sys_call_table表,并在这个文件中用各个系统调 ...

  2. Linux之增加系统调用[内核编译]

    声明:如需引用或者摘抄本博文源码或者其文章的,请在显著处注明,来源于本博文/作者,以示尊重劳动成果,助力开源精神.也欢迎大家一起探讨,交流,以共同进步- 0.0 由于操作系统实验的缘故,有一个实验需要 ...

  3. Linux内核分析— —扒开系统调用的三层皮(下)

    课程主要内容有三点: 在MenuOS中通过添加代码增加自定义的系统调用命令 使用gdb跟踪调试内核 简单分析system_call代码了解系统调用在内核代码中的处理过程 实验——分析system_ca ...

  4. 【Linux】文件操作系统调用

    一. 文件描述符 在Linux下使用文件描述符来表示设备文件和普通文件.文件描述符是一个整型的数据,所有对文件的操作都通过文件描述符实现.文件描述符的范围是0~OPEN_MAX,系统中有3个已经分配的 ...

  5. 在Linux内核中添加系统调用,并编译内核

    1 环境准备 运行系统:vmware下安装的ubuntu10.10 32bit桌面版. 编译内核版本: linux-2.6.32.63 内核目录: /home/wanchouchou/linuxKer ...

  6. AIX 5L 系统管理技术 —— 存储管理——卷组

    卷组 在安装系统时,就会创建一个rootvg卷组.包含自带硬盘(内置硬盘)和系统逻辑卷,一个系统只能有一个rootvg卷组.一般情况下rootvg卷组最好只包含自带硬盘. 一.创建卷组 在创建卷组之前 ...

  7. SELinux策略语言--客体类别和许可

    1. 简介 SELinux策略语言主要描述policy.conf的相关语法,其相关部分如下图所示: 2. 客体类别 定义内核支持的客体类别和许可的策略语言指令,并对SELinux系统中内核客体类别标准 ...

  8. LINUX0.11 内核阅读笔记

    一.源码目录 图1 二.系统总体流程: 系统从boot开始动作,把内核从启动盘装到正确的位置,进行一些基本的初始化,如检测内存,保护模式相关,建立页目录和内存页表,GDT表,IDT表.然后进入main ...

  9. Linux驱动之内核自带的S3C2440的LCD驱动分析

    先来看一下应用程序是怎么操作屏幕的:Linux是工作在保护模式下,所以用户态进程是无法象DOS那样使用显卡BIOS里提供的中断调用来实现直接写屏,Linux抽象出FrameBuffer这个设备来供用户 ...

随机推荐

  1. sqlite加密

    一直使用sqlite来管理本地的数据,但是Xcode中的SDK中集成的sqlite是免费的,不提供加密模块,但是程序中用到的很多数据,有时候是不想让别人看到,一开始虑修改sqlite的源码,自己重新编 ...

  2. C++ 关键字 explicit, export, mutable

    转自 explicit 如果A类有某个构造函数的单个输入参数,是B类(包括基本数据类型)的对象或引用,则C++的编译器会在需要A类形参的函数调用中,自动调用该构造函数,将B类实参隐式地转换为A类实参. ...

  3. coco2dx服务器简单例子

    实现的单个socket例子,了解socket原理. 先创建一个win32的项目(命令行的),作为服务端 // SocketServer.cpp : 定义控制台应用程序的入口点.// #include ...

  4. Asp.net 与 jsp 交互 (打开或跳转页面)

    //// 打开固定大小窗体 Response.Write("<script>window.open('Tree1_edit.aspx','child','width=300,he ...

  5. Out of Hay

    Out of Hay Time Limit: 1000MS Memory Limit: 65536K Total Submissions: 13094 Accepted: 5078 Descripti ...

  6. linux主次设备号介绍

    1.主设备号与次设备号的功能 在Linux内核中,主设备号标识设备对应的驱动程序,告诉Linux内核使用哪一个驱动程序为该设备(也就是/dev下的设备文件)服务:而次设备号则用来标识具体且唯一的某个设 ...

  7. PHP处理数据--excel与scv与json

    今天要处理两个excel.两个循环嵌套验证重复性.所以写了几个函数来处理20亿次的数据量. 一.把excel读出来,保存为json.利用phpexcel插件: <?php header(&quo ...

  8. P2680 运输计划

    http://www.luogu.org/problem/show?pid=2680#sub 题目背景 公元 2044 年,人类进入了宇宙纪元. 题目描述 L 国有 n 个星球,还有 n-1 条双向航 ...

  9. Struts2的处理结果(三)——动态配置结果

    Struts2的处理结果(三) --动态配置结果 1.使用表达式语法 示例: <struts> <constant name="struts.enable.DynamicM ...

  10. 手机开机画面制作工具(LogoBuilder)

    手机开机画面制作工具(LogoBuilder) 本人想在自己的设备中采用其他设备上开机的logo,首先需要此设备上的logo.bin,然后用LogoBuilder解压出来,具体步骤如下: 1.     ...