如何实现一个系统调用

在 Linux 4.19 内核中实现一个系统调用，主要分为以下四个步骤。以 x86_64 架构为例，假设我们要实现一个名为 sys_mysyscall 的简单系统调用：

1. 实现系统调用函数
   在内核源码中编写你的功能代码。通常可以放在 kernel 目录下，或者在特定模块中。 使用 SYSCALL_DEFINE 宏来定义函数，这有助于处理安全检查和参数传递。
   文件：sys.c (或新建一个文件)
   /* 定义一个接收 2 个参数的系统调用 */

SYSCALL_DEFINE2(mysyscall, int, a, int, b)
{
    int result = a + b;
    /* printk 会将信息输出到内核日志缓存区，可通过 dmesg 查看 */
    printk("============= [MySyscall] Kernel Hello! a=%d, b=%d =============\n", a, b);
    return result;
}

注：SYSCALL_DEFINEx 中的 x 代表参数个数（0-6）。

2. 注册系统调用号
   你需要为新的系统调用分配一个唯一的编号。在 x86_64 架构中，这在系统调用表中完成。
   文件：syscall_64.tbl 找到文件末尾，添加一行：

# [系统调用号]   [ABI]    [名称]        [内核函数入口]
548	common mysyscall	__x64_sys_mysyscall

注：548 是顺延的下一个可用编号。

3. 添加函数原型声明
   在内核头文件中声明该系统调用，以便其他内核组件可以识别。
   文件：syscalls.h 在文件末尾（#endif 之前）添加：

asmlinkage long sys_mysyscall(int a, int b);

4. 编译并测试
   重新编译内核：执行 make -j$(nproc) 并更新启动镜像。
   编写用户态测试程序：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/syscall.h>
 
#define SYS_MYSYS 548 // 必须与 syscall_64.tbl 中的编号一致
 
int main() {
    long ret = syscall(SYS_MYSYS);
    if (ret == 0) {
        printf("System call executed successfully! Check 'dmesg' for output.\n");
    } else {
        perror("System call failed");
    }
    return 0;
}

关键点总结
架构差异：不同架构（如 ARM, x86）的系统调用表路径不同。
参数传递：内核态与用户态通信时，指针必须使用 __user 修饰，并使用 copy_from_user 或 copy_to_user 进行安全拷贝。
返回值：系统调用通常返回 long 类型，成功返回 0 或正数，失败返回负的错误码（如 -EFAULT）。
你可以通过 dmesg 命令查看内核输出的 Hello from kernel space! 日志来验证是否成功。