内核接口怎么调用（开发操作系统 内核是用C开发的，图形界面是用GTK或QT,界面操作是怎么调用内核呢）

本文目录

• 开发操作系统 内核是用C开发的，图形界面是用GTK或QT,界面操作是怎么调用内核呢
• 如何在Linux内核里增加一个系统调用
• 应用程序调用linux内核加密函数
• 1.linux系统调用和库函数调用的区别

开发操作系统 内核是用C开发的，图形界面是用GTK或QT,界面操作是怎么调用内核呢

可以参照linux内核提供给用户层使用的系统调用。
系统调用是linux提供给用户态的应用程序调用系统资源（磁盘、IO、内存）等硬件资源的接口，此接口是用中断号为0x80的中断实现的，2.6版本的linux内核提供了300多个系统调用，如读文件read、写文件write等。
中断，现代cpu基本都有的特性，intel的x86平台的cpu最多可以提供256个中断，其中0-31是intel自己用的，用于处理操作系统异常、32以后可以定制，其中0x80（也就是128）被linux内核用于系统调用了。
通过中断可以访问内核里的函数，系统调用就是中断的一种，而glibc是一组C函数库，glibc里的函数封装了系统调用，所以页面要操作内核，你想办法让页面能调用到glibc库就可以了。

如何在Linux内核里增加一个系统调用

一、Linux0.11下添加系统调用：\x0d\x0a\x0d\x0a我在bochs2.2.1中对linux0.11内核添加了一个新的系统调用，步骤如下： \x0d\x0a1./usr/src/linux/include/unistd.h中添加：#define __NR_mytest 87 \x0d\x0a然后在下面声明函数原型：int mytest(); \x0d\x0a2./usr/src/linux/include/linux/sys.h中添加:extern int sys_mytest(); \x0d\x0a然后在sys_call_table中最后加上sys_mytest； \x0d\x0a3.在/usr/src/linux/kernel/sys.c中添加函数实现如下： \x0d\x0aint sys_mytest(){ \x0d\x0aprintk("This is a test!"); \x0d\x0areturn 123; \x0d\x0a} \x0d\x0a4.在/usr/src/linux/kernel/system_call.s中对系统调用号加1（原来是86改成了87） \x0d\x0a5.然后到/usr/src/linux目录下编译内核make clean; make Image \x0d\x0a6. cp /usr/src/linux/include/unistd.h /usr/include/unistd.h \x0d\x0a7. reset bochs \x0d\x0a8. 在/usr/root中生成test.c文件如下： \x0d\x0a#define __LIBRARY__ \x0d\x0a#include \x0d\x0a_syscall0(int,mytest) \x0d\x0aint main(){ \x0d\x0aint a; \x0d\x0aa = mytest(); \x0d\x0aprintf("%d", a); \x0d\x0areturn 0; \x0d\x0a} \x0d\x0a9.然后gcc test.c编译之后运行a.out，前面所有步骤都通过，但是每次调用都是返回-1，然后我查过errno为1（表示操作不允许），就不知道为什么了？ \x0d\x0a系统知道的高手们能够告知一下，不胜感激！这个问题困扰我很久了！ \x0d\x0a\x0d\x0a二、新Linux内核添加系统调用\x0d\x0a\x0d\x0a如何在Linux系统中添加新的系统调用\x0d\x0a系统调用是应用程序和操作系统内核之间的功能接口。其主要目的是使得用户可以使用操作系统提供的有关设备管理、输入/输入系统、文件系统和进程控制、通信以及存储管理等方面的功能，而不必了解系统程序的内部结构和有关硬件细节，从而起到减轻用户负担和保护系统以及提高资源利用率的作用。\x0d\x0a\x0d\x0a　　Linux操作系统作为自由软件的代表，它优良的性能使得它的应用日益广泛，不仅得到专业人士的肯定，而且商业化的应用也是如火如荼。在Linux中，大部分的系统调用包含在Linux的libc库中，通过标准的C函数调用方法可以调用这些系统调用。那么，对Linux的发烧友来说，如何在Linux中增加新的系统调用呢？ \x0d\x0a　　1 Linux系统调用机制\x0d\x0a\x0d\x0a　　在Linux系统中，系统调用是作为一种异常类型实现的。它将执行相应的机器代码指令来产生异常信号。产生中断或异常的重要效果是系统自动将用户态切换为核心态来对它进行处理。这就是说，执行系统调用异常指令时，自动地将系统切换为核心态，并安排异常处理程序的执行。Linux用来实现系统调用异常的实际指令是：\x0d\x0a\x0d\x0a　　Int $0x80\x0d\x0a\x0d\x0a　　这一指令使用中断/异常向量号128（即16进制的80）将控制权转移给内核。为达到在使用系统调用时不必用机器指令编程，在标准的C语言库中为每一系统调用提供了一段短的子程序，完成机器代码的编程工作。事实上，机器代码段非常简短。它所要做的工作只是将送给系统调用的参数加载到CPU寄存器中，接着执行int $0x80指令。然后运行系统调用，系统调用的返回值将送入CPU的一个寄存器中，标准的库子程序取得这一返回值，并将它送回用户程序。\x0d\x0a\x0d\x0a　　为使系统调用的执行成为一项简单的任务，Linux提供了一组预处理宏指令。它们可以用在程序中。这些宏指令取一定的参数，然后扩展为调用指定的系统调用的函数。\x0d\x0a\x0d\x0a　　这些宏指令具有类似下面的名称格式：\x0d\x0a\x0d\x0a　　_syscallN（parameters）\x0d\x0a\x0d\x0a　　其中N是系统调用所需的参数数目，而parameters则用一组参数代替。这些参数使宏指令完成适合于特定的系统调用的扩展。例如，为了建立调用setuid（）系统调用的函数，应该使用：\x0d\x0a\x0d\x0a　　_syscall1（ int， setuid， uid_t， uid ）\x0d\x0a\x0d\x0a　　syscallN（ ）宏指令的第1个参数int说明产生的函数的返回值的类型是整型，第2个参数setuid说明产生的函数的名称。后面是系统调用所需要的每个参数。这一宏指令后面还有两个参数uid_t和uid分别用来指定参数的类型和名称。\x0d\x0a\x0d\x0a　　另外，用作系统调用的参数的数据类型有一个限制，它们的容量不能超过四个字节。这是因为执行int $0x80指令进行系统调用时，所有的参数值都存在32位的CPU寄存器中。使用CPU寄存器传递参数带来的另一个限制是可以传送给系统调用的参数的数目。这个限制是最多可以传递5个参数。所以Linux一共定义了6个不同的_syscallN（）宏指令，从_syscall0（）、_syscall1（）直到_syscall5（）。\x0d\x0a\x0d\x0a　　一旦_syscallN（）宏指令用特定系统调用的相应参数进行了扩展，得到的结果是一个与系统调用同名的函数，它可以在用户程序中执行这一系统调用。\x0d\x0a　　2 添加新的系统调用 \x0d\x0a　　如果用户在Linux中添加新的系统调用，应该遵循几个步骤才能添加成功，下面几个步骤详细说明了添加系统调用的相关内容。\x0d\x0a\x0d\x0a　　（1） 添加源代码\x0d\x0a\x0d\x0a　　第一个任务是编写加到内核中的源程序，即将要加到一个内核文件中去的一个函数，该函数的名称应该是新的系统调用名称前面加上sys_标志。假设新加的系统调用为mycall(int number)，在/usr/src/linux/kernel/sys.c文件中添加源代码，如下所示：\x0d\x0a　　asmlinkage int sys_mycall(int number) \x0d\x0a　　{ \x0d\x0a　　return number; \x0d\x0a　　}\x0d\x0a　　作为一个最简单的例子，我们新加的系统调用仅仅返回一个整型值。\x0d\x0a\x0d\x0a　　（2） 连接新的系统调用\x0d\x0a\x0d\x0a　　添加新的系统调用后，下一个任务是使Linux内核的其余部分知道该程序的存在。为了从已有的内核程序中增加到新的函数的连接，需要两个文件。\x0d\x0a\x0d\x0a　　在我们所用的Linux内核版本（RedHat 6.0，内核为2.2.5-15）中，第一个要修改的文件是：\x0d\x0a\x0d\x0a　　/usr/src/linux/include/asm-i386/unistd.h\x0d\x0a\x0d\x0a　　该文件中包含了系统调用清单，用来给每个系统调用分配一个唯一的号码。文件中每一行的格式如下：\x0d\x0a\x0d\x0a　　#define __NR_name NNN\x0d\x0a\x0d\x0a　　其中，name用系统调用名称代替，而NNN则是该系统调用对应的号码。应该将新的系统调用名称加到清单的最后，并给它分配号码序列中下一个可用的系统调用号。我们的系统调用如下：\x0d\x0a\x0d\x0a　　#define __NR_mycall 191\x0d\x0a\x0d\x0a　　系统调用号为191，之所以系统调用号是191，是因为Linux-2.2内核自身的系统调用号码已经用到190。\x0d\x0a\x0d\x0a　　第二个要修改的文件是：\x0d\x0a\x0d\x0a　　/usr/src/linux/arch/i386/kernel/entry.S\x0d\x0a\x0d\x0a　　该文件中有类似如下的清单：\x0d\x0a　　.long SYMBOL_NAME（）\x0d\x0a\x0d\x0a　　该清单用来对sys_call_table数组进行初始化。该数组包含指向内核中每个系统调用的指针。这样就在数组中增加了新的内核函数的指针。我们在清单最后添加一行：\x0d\x0a　　.long SYMBOL_NAME(sys_mycall)\x0d\x0a\x0d\x0a　　（3） 重建新的Linux内核\x0d\x0a\x0d\x0a　　为使新的系统调用生效，需要重建Linux的内核。这需要以超级用户身份登录。\x0d\x0a　　#pwd \x0d\x0a　　/usr/src/linux \x0d\x0a　　#\x0d\x0a\x0d\x0a　　超级用户在当前工作目录（/usr/src/linux）下，才可以重建内核。\x0d\x0a\x0d\x0a　　#make config \x0d\x0a　　#make dep \x0d\x0a　　#make clearn \x0d\x0a　　#make bzImage\x0d\x0a\x0d\x0a　　编译完毕后，系统生成一可用于安装的、压缩的内核映象文件：\x0d\x0a\x0d\x0a　　/usr/src/linux/arch/i386/boot/bzImage \x0d\x0a　　（4） 用新的内核启动系统 \x0d\x0a　　要使用新的系统调用，需要用重建的新内核重新引导系统。为此，需要修改/etc/lilo.conf文件，在我们的系统中，该文件内容如下：\x0d\x0a\x0d\x0aboot=/dev/hda \x0d\x0a　　map=/boot/map \x0d\x0a　　install=/boot/boot.b \x0d\x0a　　prompt \x0d\x0a　　timeout=50 \x0d\x0a\x0d\x0a　　image=/boot/vmlinuz-2.2.5-15 \x0d\x0a　　label=linux \x0d\x0a　　root=/dev/hdb1 \x0d\x0a　 read-only \x0d\x0a\x0d\x0a　　other=/dev/hda1 \x0d\x0a　　label=dos \x0d\x0a　　table=/dev/had\x0d\x0a\x0d\x0a　　首先该文件，添加新的引导内核：\x0d\x0a　　image=/boot/bzImage-new \x0d\x0a　　label=linux-new \x0d\x0a　　root=/dev/hdb1 \x0d\x0a　　read-only\x0d\x0a\x0d\x0a　　添加完毕，该文件内容如下所示：\x0d\x0a　　boot=/dev/hda \x0d\x0a　　map=/boot/map \x0d\x0a　　install=/boot/boot.b \x0d\x0a　　prompt \x0d\x0a　　timeout=50 \x0d\x0a\x0d\x0a　　image=/boot/bzImage-new \x0d\x0a　　label=linux-new \x0d\x0a　　root=/dev/hdb1 \x0d\x0a　　read-only \x0d\x0a\x0d\x0a　　image=/boot/vmlinuz-2.2.5-15 \x0d\x0a　　label=linux \x0d\x0a　　root=/dev/hdb1 \x0d\x0a　　read-only \x0d\x0a\x0d\x0a　　other=/dev/hda1 \x0d\x0a　　label=dos \x0d\x0a　　table=/dev/hda\x0d\x0a\x0d\x0a　　这样，新的内核映象bzImage-new成为缺省的引导内核。为了使用新的lilo.conf配置文件，还应执行下面的命令：\x0d\x0a　　#cp /usr/src/linux/arch/i386/boot/zImage /boot/bzImage-new\x0d\x0a\x0d\x0a　　其次配置lilo:\x0d\x0a\x0d\x0a　　# /sbin/lilo\x0d\x0a\x0d\x0a　　现在，当重新引导系统时，在boot:提示符后面有三种选择：linux-new 、linux、dos，新内核成为缺省的引导内核。\x0d\x0a　　至此，新的Linux内核已经建立，新添加的系统调用已成为操作系统的一部分，重新启动Linux，用户就可以在应用程序中使用该系统调用了。\x0d\x0a\x0d\x0a　　（5）使用新的系统调用\x0d\x0a\x0d\x0a　　在应用程序中使用新添加的系统调用mycall。同样为实验目的，我们写了一个简单的例子xtdy.c。\x0d\x0a\x0d\x0a　　/* xtdy.c */ \x0d\x0a　　#include \x0d\x0a　　_syscall1(int,mycall,int,ret) \x0d\x0a　　main() \x0d\x0a　　{ \x0d\x0a　　printf("%d \n",mycall(100)); \x0d\x0a　　}\x0d\x0a　　编译该程序：\x0d\x0a　　# cc -o xtdy xtdy.c\x0d\x0a　　执行：\x0d\x0a　　# xtdy\x0d\x0a　　结果：\x0d\x0a　　# 100\x0d\x0a　　注意，由于使用了系统调用，编译和执行程序时，用户都应该是超级用户身份。

应用程序调用linux内核加密函数

应用程序调用linux内核加密函数采取以下步骤：
1、内核模块加载：应用程序需要加载相应的内核模块，以使用内核提供的加密函数。通常，这需要在编译应用程序时链接内核模块，并在运行时使用insmod或modprobe命令加载模块。
2、系统调用：应用程序通过系统调用接口，调用内核提供的加密函数。在用户空间和内核空间之间，系统调用是唯一的通信途径。应用程序需要使用syscall或syscall3等系统调用函数，将参数传递给内核，并获取返回结果。
3、内核加密函数：内核中提供了丰富的加密算法，如AES、DES、RSA等。应用程序需要根据需求选择合适的加密函数，并传递相应的参数。这些参数包括密钥、数据、加密算法等。
4、访问控制：内核加密函数需要访问硬件设备，如加密芯片或随机数生成器。应用程序需要确保内核模块具有相应的访问权限，以便正确执行加密操作。
5、结果返回：内核加密函数执行完成后，会将结果返回给应用程序。应用程序需要根据系统调用的返回值，判断加密操作是否成功，并处理相应的结果。

1.linux系统调用和库函数调用的区别

系统调用：是操作系统为用户态运行的进程和硬件设备(如CPU、磁盘、打印机等)进行交互提供的一组接口，即就是设置在应用程序和硬件设备之间的一个接口层。可以说是操作系统留给用户程序的一个接口。再来说一下，linux内核是单内核，结构紧凑，执行速度快，各个模块之间是直接调用的关系。放眼望整个linux系统，从上到下依次是用户进程-》linux内核-》硬件。其中系统调用接口是位于Linux内核中的，如果再稍微细分一下的话，整个linux系统从上到下可以是：用户进程-》系统调用接口-》linux内核子系统-》硬件，也就是说Linux内核包括了系统调用接口和内核子系统两部分；或者从下到上可以是：物理硬件-》OS内核-》OS服务-》应用程序，其中操作系统起到“承上启下”的关键作用，向下管理物理硬件，向上为操作系服务和应用程序提供接口，这里的接口就是系统调用了。
一般地，操作系统为了考虑实现的难度和管理的方便，它只提供一少部分的系统调用，这些系统调用一般都是由C和汇编混合编写实现的，其接口用C来定义，而具体的实现则是汇编，这样的好处就是执行效率高，而且，极大的方便了上层调用。
库函数：顾名思义是把函数放到库里。是把一些常用到的函数编完放到一个文件里，供别人用。别人用的时候把它所在的文件名用#include《》加到里面就可以了。一般是放到lib文件里的。一般是指编译器提供的可在c源程序中调用的函数。可分为两类，一类是c语言标准规定的库函数，一类是编译器特定的库函数。(由于版权原因，库函数的源代码一般是不可见的，但在头文件中你可以看到它对外的接口)
libc中就是一个C标准库，里面存放一些基本函数，这些基本函数都是被标准化了的，而且这些函数通常都是用汇编直接实现的。
库函数一般可以概括的分为两类，一类是随着操作系统提供的，另一类是由第三方提供的。随着系统提供的这些库函数把系统调用进行封装或者组合，可以实现更多的功能，这样的库函数能够实现一些对内核来说比较复杂的操作。比如，read()函数根据参数，直接就能读文件，而背后隐藏的比如文件在硬盘的哪个磁道，哪个扇区，加载到内存的哪个位置等等这些操作，程序员是不必关心的，这些操作里面自然也包含了系统调用。而对于第三方的库，它其实和系统库一样，只是它直接利用系统调用的可能性要小一些，而是利用系统提供的API接口来实现功能(API的接口是开放的)。部分Libc库中的函数的功能的实现还是借助了系统掉调用，比如printf的实现最终还是调用了write这样的系统调用；而另一些则不会使用系统调用，比如strlen,
strcat,
memcpy等。
实时上，系统调用所提供给用户的是直接而纯粹的高级服务，如果想要更人性化，具有更符合特定情况的功能，那么就要我们用户自己来定义，因此就衍生了库函数，它把部分系统调用包装起来，一方面把系统调用抽象了，一方面方便了用户级的调用。系统调用和库函数在执行的效果上很相似（当然库函数会更符合需求），但是系统调用是运行于内核状态；而库函数由用户调用，运行于用户态。
系统调用是为了方便使用操作系统的接口，而库函数则是为了人们编程的方便。