ARM Linux下添加自定义系统调用

本文基于公司uClinux内核，详细讲述3代终端gpioctrl的原理及应用。

ARM Linux的系统中断采用产生软中断，查找系统调用表，调用系统调用函数的方式实现系统调用。

先讲述，如何去查找gpioctrl函数的实现。

1.       通过查找，找到函数定义。

在Sg2klib.c里，有如下定义：

_syscall3(int,gpioctrl, int, op, int, addr, int, value)

_syscall3是一个宏定义，如下：

#define _syscall3(type,name,type1,arg1,type2,arg2,type3,arg3)           \

type name(type1 arg1,type2 arg2,type3 arg3) {                                  \

  long __res;                                                                     \

  __asm__ __volatile__ (                                                        \

  "mov\tr0,%1\n\t"                                                                  \

  "mov\tr1,%2\n\t"                                                                  \

  "mov\tr2,%3\n\t"                                                                  \

  __syscall(name)                                                            \

  "mov\t%0,r0"                                                                         \

        : "=r" (__res)                                                             \

        : "r" ((long)(arg1)),"r" ((long)(arg2)),"r" ((long)(arg3))     \

        : "r0","r1","r2","lr");                                                       \

  __syscall_return(type,__res);                                                     \

}

这个宏定义，用来定义一个内联汇编的函数。名称为name，传入3个参数arg1、arg2、arg3等3个参数，并返回type类型数据。

说明：

%0：即__res的引用

%1、%2、%3：输入操作数，arg1、arg2、arg3的引用

第一个冒号：输出操作数，“=r”约束操作束，说明操作数是输出操作数。

第二个冒号：输入操作数，“r”指定将操作数存储在寄存器中。

第三个冒号：告诉编译器将在内联汇编中修改"r0","r1","r2","lr"的值，这样 GCC 就不使用该寄存器存储任何其它的值。

通过上述宏定义，即可定义一个函数

int gpioctrl(int op, int addr, int value);

函数功能是产生软中断，调用相应系统调用函数，并传入参数r0、r1、r2，返回值r0。

注意__syscall(name)、__syscall_return也是宏定义，实现一个软中断，和返回函数返回值。

/* unistd.h */

#define __sys2(x) #x

#define __sys1(x) __sys2(x)

#ifndef __syscall

#define __syscall(name) "swi\t" __sys1(__NR_##name) "\n\t"

#endif

#define __syscall_return(type, res)                                      \

do {                                                                              \

if ((unsigned long)(res) >= (unsigned long)(-125)) {           \

           errno = -(res);                                                 \

           res = -1;                                                  \

}                                                                         \

return (type) (res);                                                 \

} while (0)

产生的系统调用表sys_call_table定义在entry_common.S，表格包含在calls.S。

/* entry_common.S */

.type         sys_call_table, #object

ENTRY(sys_call_table)

#include "calls.S"

/* calls.S */

.long SYMBOL_NAME(sys_gpioctrl)

2.       真正的函数实现

/* value : 参数地址 */

asmlinkage int sys_gpioctrl( int op, int addr, int value)

{

int v;

copy_from_user( &v, value, sizeof( int));

switch( op ) {

           case 0: //OP_GET:

                    v = *(volatile int *)addr;

                    copy_to_user(value, &v, sizeof(int));

                    break;

           case 1: //OP_SET:

                    *(volatile int *)addr = v;

                    break;

           case 2: //OP_EOR:

                    *(volatile int *)addr ^= v;

                    break;

           case 3: //OP_ORR:

                    *(volatile unsigned long *)addr |= v;

                    break;

           case 4: //OP_AND:

                    *(volatile unsigned long *)addr &=v;

                    break;

           default:

                    break;

           }

return 0;

} 

3.       函数说明

系统调用运行于内核空间，用户空间程序通过系统调用传入操作opt、地址addr、值value，进行寄存器的读取、设置等操作。

#define OP_GET   0           /* 获取 */

#define OP_SET   1           /* 设置 */

#define OP_ERR   2           /* 异或 */

#define OP_ORR   3                /* 或 */

#define OP_AND   4           /* 与 */