自寫系統(tǒng)調用調試應用程序過程

在本節(jié)里面我們就詳細來講一下如何用我們自己實現(xiàn)的系統(tǒng)調用來調試應用程序.

　　一、原理

　　要想自制系統(tǒng)調用，當然首相要做的就是明白系統(tǒng)調用的過程：

　　我們拿open函數(shù)來舉個例子：當用戶空間執(zhí)行open函數(shù)時，會通過glibc函數(shù)庫的作用最終去調用sys_open函數(shù)，sys_open函數(shù)最終又會調用我們具體注冊的open函數(shù)！那么這里最主要的就是glibc函數(shù)庫干了些什么呢？其實它的作用就是當用戶空間執(zhí)行open函數(shù)時，會去執(zhí)行一條swi #val指令，這條指令會使cpu發(fā)生異常，并跳轉到異常向量入口：vector_swi處去執(zhí)行，之后的代碼會根據(jù)引發(fā)異常的指令取出其中的參數(shù)，并根據(jù)這個參數(shù)調用對應的處理函數(shù)！sys_open、sys_read、sys_write這些函數(shù)是放在一個數(shù)組里面的，就是根據(jù)取出的這個val值為下標找到sys_open函數(shù)！

　　說的有點亂，我們來理一理：app調用open-》swi #val-》引發(fā)cpu異常-》跳轉到異常向量入口處-》根據(jù)引發(fā)異常的指令調用對應的處理函數(shù)！

　　那么我們自制系統(tǒng)調用的話，需要實現(xiàn)兩點：

　　1、寫一個應用函數(shù)：swi #val

　　2、在內核里面仿sys_xxx寫一個函數(shù)，放入數(shù)組！

　　前者用于引發(fā)異常，后者用于具體實現(xiàn)！

　　二、實現(xiàn)

　　1、內核函數(shù)

　　（1）在arch/arm/kernel/call.S文件里面的CALL（）列表的最后添加一項，如：CALL（sys_hello）

　　這里是用來調用sys_hello

　?。?）在fs/read_write.c文件里加入如下代碼：

　　asmlinkage void sys_hello（const char __user * buf， size_t count）

　　{

　　char ker_buf［100］;

　　if（buf）

　　{

　　// 目的是從用戶空間拷貝數(shù)據(jù)到內核空間，失敗返回沒有被拷貝的字節(jié)數(shù)，成功返回0

三、步驟

1、修改應用程序的可執(zhí)行文件，替換某個位置的代碼為swi val

2、執(zhí)行程序

3、進入到sys_hello->在sys_hello里面打印信息->執(zhí)行原來的指令->返回

四、具體實現(xiàn)

我們的應用程序是：

//file:test_sc.c

#include

int cnt = 0;

void C(void)

{

int i = 0;

while (1)

{

printf("Hello, cnt = %d, i = %d\n", cnt, i);

cnt++;

i = i + 2;

sleep(5);

}

}

void B(void)

{

C();

}

void A(void)

{

B();

}

int main(int argc, char **argv)

{

A();

return 0;

}

具體步驟：

（1）編譯：arm-linux-gcc test_sc.c -o test_sc

（2）反匯編：arm-linux-objdump -D test_sc > test_sc.dis

（3）我們打開上面得到的可執(zhí)行文件和反匯編文件

比如我們想在C函數(shù)的i=i+2;處打斷點的話，我們先在反匯編文件里面找到對應的指令：

84d4: e2833002??add r3, r3, #2 ; 0x2

其中：e2833002是機器碼，這是我們所需要的！

我們去可執(zhí)行文件里面去搜索這個機器碼，在可執(zhí)行文件里它對應的機器碼應該是：02 30 83 e2

我們將此機器碼改為swi指令的機器碼！

我們可以將上一節(jié)里面的文件反匯編一下，然后得到swi的機器碼為：ef900160

（4）經過上面的修改，當程序執(zhí)行到i=i+2;這條指令時，會產生系統(tǒng)調用，最終執(zhí)行sys_hello函數(shù)。

在sys_hello函數(shù)里面，我們可以最一些必要的工作，具體程序如下：

此外還需要在：include/linux/syscalls.h 文件里將函數(shù)聲明改為：asmlinkage void sys_hello(const char __user * buf, int count);

（5）編譯內核，用新內核啟動

（6）運行測試程序（在此之前要修改測試程序的權限：chmod 777 test_sc_swi），輸出信息如下：

Hello, cnt = 0, i = 0

sys_hello: cnt = 1

sys_hello: i = 0

Hello, cnt = 1, i = 2

sys_hello: cnt = 2

sys_hello: i = 2

Hello, cnt = 2, i = 4

sys_hello: cnt = 3

sys_hello: i = 4

測試成功！

本節(jié)講的調試方法比較晦澀，一般不會采用！