使用 Linux 系统调用的内核命令

内核 jiffies Linux 内核具有一个名为 jiffies 的全局变量，它代表从机器启动时算起的时间滴答数。这个变量最初被初始化为 0，每次时钟中断时都会加 1。您可以使用 get_jiffies_64 函数来读取 jiffies 的值，然后使用 jiffies_to_msecs 将其换算成毫秒或使用 jiffies_to_usecs 将其换算成微秒。jiffies 的全局定义和相关函数是在 ./linux/include/linux/jiffies.h 中提供的。

清单 2 给出了第三个函数。这个函数使用了两个参数：一个 long 类型，以及一个指向被定义为 __user 的 long 的指针。__user 宏简单告诉编译器（通过 noderef）不应该解除这个指针的引用（因为在当前地址空间中它是没有意义的）。这个函数会计算这两个 jiffies 值之间的差值，然后通过一个用户空间指针将结果提供给用户。put_user 函数将结果值放入 presult 所指定的用户空间位置。如果在这个操作过程中出现错误，将立即返回，您也可以通知用户空间调用者。

对于步骤 2 来说，我对头文件进行了更新：在系统调用表中为这几个新函数安排空间。对于本例来说，我使用新系统调用号更新了 linux/include/asm/unistd.h 头文件。更新如清单 3 中的黑体所示。

清单 3. 更新 unistd.h 文件为新系统调用安排空间

#define __NR_getcpu 318 #define __NR_epoll_pwait 319 #define __NR_getjiffies 320 #define __NR_diffjiffies 321 #define __NR_pdiffjiffies 322 #define NR_syscalls 323

现在已经有了自己的内核系统调用，以及表示这些系统调用的编号。接下来需要做的是要在这些编号（表索引）和函数本身之间建立一种对等关系。这就是第 3 个步骤，更新系统调用表。如清单 4 所示，我将为这个新函数更新 linux/arch/i386/kernel/syscall_table.S 文件，它会填充清单 3 显示的特定索引。

清单 4. 使用新函数更新系统调用表

.long sys_getcpu .long sys_epoll_pwait .long sys_getjiffies /* 320 */ .long sys_diffjiffies .long sys_pdiffjiffies

注意： 这个表的大小是由符号常量 NR_syscalls 定义的。

现在，我们已经完成了对内核的更新。接下来必须对内核重新进行编译，并在测试用户空间应用程序之前使引导使用的新映像变为可用。

对用户内存进行读写

Linux 内核提供了几个函数，可以用来将系统调用参数移动到用户空间中，或从中移出。方法包括一些基本类型的简单函数（例如 get_user 或 put_user）。要移动一块儿数据（如结构或数组），您可以使用另外一组函数： copy_from_user 和 copy_to_user。可以使用专门的调用移动以 null 结尾的字符串： strncpy_from_user 和 strlen_from_user。您也可以通过调用 access_ok 来测试用户空间指针是否有效。这些函数都是在 linux/include/asm/uaccess.h 中定义的。

您可以使用 access_ok 宏来验证给定操作的用户空间指针。这个函数有 3 个参数，分别是访问类型（VERIFY_READ 或 VERIFY_WRITE），指向用户空间内存块的指针，以及块的大小（单位为字节）。如果成功，这个函数就返回 0：

int access_ok( type, address, size );

要在内核和用户空间移动一些简单类型（例如 int 或 long 类型），可以使用 get_user 和 put_user 轻松地实现。这两个宏都包含一个值以及一个指向变量的指针。get_user 函数将用户空间地址（ptr）指定的值移动到所指定的内核变量（var）中。 put_user 函数则将内核变量（var）指定的值移动到用户空间地址（ptr）。 如果成功，这两个函数都返回 0：

int get_user( var, ptr ); int put_user( var, ptr );

要移动更大的对象，例如结构或数组，您可以使用 copy_from_user 和 copy_to_user 函数。这些函数将在用户空间和内核之间移动完整的数据块。 copy_from_user 函数会将一块数据从用户空间移动到内核空间，copy_to_user 则会将一块数据从内核空间移动到用户空间：

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