5.1.5 如何使用系统调用

5.1.5  如何使用系统调用

如图5.2所示，用户应用可以通过两种方式使用系统调用。第一种方式是通过C库函数，包括系统调用在C库中的封装函数和其他普通函数。

图5.2  使用系统调用的两种方式

第二种方式是使用_syscall宏。2.6.18版本之前的内核，在include/asm-i386/unistd.h文件中定义有7个_syscall宏，分别是：

1. _syscall0(type,name)  
2. _syscall1(type,name,type1,arg1)  
3. _syscall2(type,name,type1,arg1,type2,arg2)  
4. _syscall3(type,name,type1,arg1,type2,arg2,type3,arg3)  
5. _syscall4(type,name,type1,arg1,type2,arg2,type3,
   arg3,type4,arg4)  
6. _syscall5(type,name,type1,arg1,type2,arg2,type3,
   arg3,type4,arg4,type5,arg5)  
7. _syscall6(type,name,type1,arg1,type2,arg2,type3,
   arg3,type4,arg4,type5,arg5,type6,arg6) 

其中，type表示所生成系统调用的返回值类型，name表示该系统调用的名称，typeN、argN分别表示第N个参数的类型和名称，它们的数目和_syscall后面的数字一样大。这些宏的作用是创建名为name的函数，_syscall后面跟的数字指明了该函数的参数的个数。

比如sysinfo系统调用用于获取系统总体统计信息，使用_syscall宏定义为：

1. _syscall1(int, sysinfo, struct sysinfo *, info); 

展开后的形式为：

1. int sysinfo(struct sysinfo * info)  
2. {  
3.     long __res;  
4.     __asm__ volatile("int $0x80" : "=a" (__res) : "0" (116),"b" ((long)(info)));  
5.     do {  
6.         if ((unsigned long)(__res) >= (unsigned long)(-(128 + 1))) {  
7.             errno = -(__res);  
8.             __res  = -1;  
9.         }  
10.         return (int) (__res);  
11.     } while (0);  
12. } 

可以看出，_syscall1(int, sysinfo, struct sysinfo *, info)展开成一个名为sysinfo的函数，原参数int就是函数的返回类型，原参数struct sysinfo *和info分别构成新函数的参数。

在程序文件里使用_syscall宏定义需要的系统调用，就可以在接下来的代码中通过系统调用名称直接调用该系统调用。下面是一个使用sysinfo系统调用的实例。

代码清单5.1  sysinfo系统调用使用实例

1. 00 #include <stdio.h> 
2. 01 #include <stdlib.h> 
3. 02 #include <errno.h> 
4. 03 #include <linux/unistd.h>         
5. 04 #include <linux/kernel.h>       /* for struct sysinfo */  
6. 05   
7. 06 _syscall1(int, sysinfo, struct sysinfo *, info);  
8.      07   
9. 08 int main(void)  
10. 09 {  
11. 10     struct sysinfo s_info;  
12. 11     int error;  
13. 12   
14. 13     error = sysinfo(&s_info);  
15. 14     printf("code error = %d\n", error);  
16. 15     printf("Uptime = %lds\nLoad: 1 min %lu / 5 min %lu / 15 min %lu\n"  
17. 16         "RAM: total %lu / free %lu / shared %lu\n"  
18. 17         "Memory in buffers = %lu\nSwap: total %lu / free %lu\n"  
19. 18         "Number of processes = %d\n",  
20. 19         s_info.uptime, s_info.loads[0],  
21. 20         s_info.loads[1], s_info.loads[2],  
22. 21         s_info.totalram, s_info.freeram,  
23. 22         s_info.sharedram, s_info.bufferram,  
24. 23         s_info.totalswap, s_info.freeswap,  
25. 24         s_info.procs);  
26. 25         exit(EXIT_SUCCESS);  
27.      26 } 

但是自2.6.19版本开始，_syscall宏被废除，我们需要使用syscall函数，通过指定系统调用号和一组参数来调用系统调用。

syscall函数原型为：

1. int syscall(int number, ...); 

其中number是系统调用号，number后面应顺序接上该系统调用的所有参数。下面是gettid系统调用的调用实例。

代码清单5.2  gettid系统调用使用实例

1. 00 #include <unistd.h> 
2. 01 #include <sys/syscall.h> 
3. 02 #include <sys/types.h> 
4. 03   
5. 04 #define __NR_gettid      224  
6. 05   
7. 06 int main(int argc, char *argv[])  
8. 07 {  
9. 08     pid_t tid;  
10. 09   
11. 10     tid = syscall(__NR_gettid);  
12. 11 } 

大部分系统调用都包括了一个SYS_符号常量来指定自己到系统调用号的映射，因此上面第10行可重写为： 

1. tid = syscall(SYS_gettid);