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 */