什麼是system call ?

System Call(系統呼叫)

Def：

作為user program執行時與OS之間的溝通介面，當user program需要OS提供服務時，藉由呼叫system call(伴隨trap to monitor mode)通知OS，OS可依據system call ID查表，啟動service routine執行，得到結果，再傳回給user program，完成服務請求

System Call種類：(P3-8~3-9)

Process Control
File Management
Device Management
Information Maintenance
Communication

system call的參數傳遞

有三種方法：

法一：利用registers儲存參數

優：快速
缺：不適用於參數多時。
∵register數目有限，參數不能太多

法二：將參數存在memory中的某個表格或Block，同時將此表格的起始位址存在一個register中，將此register傳給OS：

優：適用於參數多時
∵ 可存參數較多
缺：速度較慢
∵不限制參數的數目與長度

法三：利用system stack保存參數
- push(保存)參數
- OS利用POP取出參數
- 不限制參數的數目及長度

Linux 驅動程式的大架構中，system call 是屬於第一層的架構；本文以一個 Linux 範例程式來展示 user application 與 Linux 驅動程式的關係。

作者／陳俊宏
www.jollen.org

System Call 與驅動程式的關係

System call 是 user application 與 Linux device driver 的溝通介面。

User application 透過呼叫 system call 來「叫起」driver 的 task，user application 要呼叫 system call 必須呼叫 GNU C 所提供的「wrapper function」，每個 system call 都會對應到 driver 內的一個 task，此 task 即是 file_operation 函數指標所指的函數。

Linux 驅動程式與 user application 間的溝通方式是透過 system call，實際上 user application 是以 device file 與裝置驅動程式溝通。要達成此目的，驅動程式必須建構在此「file」之上，因此 Linux 驅動程式必須透過 VFS（virtual file system）層來實作 system call。

一個簡單的範例

/dev目錄下的檔案稱為device file，是 user application 用來與硬體裝置溝通的介面。以下是一個簡單的範例：

int main(int argc, char *argv[]) { int devfd; devfd = open("/dev/debug", O_RDONLY); if (devfd == -1) { printf("Can't open /dev/debug\n"); return -1; } ioctl(devfd, IOCTL_WRITE, num); close(devfd); return 0; }

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int main(int argc, char *argv[])
{
    int devfd;

    devfd = open("/dev/debug", O_RDONLY);

    if (devfd == -1) {
printf("Can't open /dev/debug\n");
return -1;
    }

    ioctl(devfd, IOCTL_WRITE, num);

    close(devfd);

    return 0;
}

當我們打開/dev/debug檔案時，範例所呼叫open()函數會叫起支援/dev/debug驅動程式的對應函數；同理，我們對/dev/debug執行ioctl()函數時，也會叫起驅動程式的相對應函數。

範例中的open()與ioctl()函數皆是GLIBC裡的函數，「叫起」驅動程式函數的動作涉及user space與kernel space的切換，此動作藉由system call介面來完成。設計一個支援”/dev/debug”裝置的驅動程式則是Linux驅動程式設計師所要負責的工作。

–jollen

System Call(系統呼叫)

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