用qemu觀察interrupt以及製作system call

網路上的資料教我們怎樣做到這兩件事情，還頗為有趣，首先是觀察interrupt
interrupt事實上在硬體設備上是有限的，所以大多時候是必須要分享的，除此之外，還有目前更複雜的多核心中斷處理(想想，一個中斷發生，但是有多個核心，誰該去處理這件事情?)。因為共享，所以有時候在設備有接上主機的時候，在跟系統要求中斷，不要用的時候必須歸還，或者說暫時切換，這樣才讓系統在有限的資源內可以為多個硬體的中斷做服務

• request_irq() ：向系統註冊使用某一個 interrupt ，並指定負責處理該 interrupt 的 ISR 。 
• free_irq() ：告知系統釋放特定的 interrupt 。

有了以上的概念，跟著就是直接切入code，在上面印出資訊，至kernel source目錄，進入drivers/mmc/mmci.c這個source code，這是一個SD Card Host Controller driver，在
ret = request_irq(dev->irq[0], mmci_irq, IRQF_SHARED, DRIVER_NAME " (cmd)", host);之前加上printk，因為已經在kernel mode就不要再用printf，printf是給user mode用的
printk("\n***************Hello Interrupt*******************\n");
重新編譯kernel
make CROSS_COMPILE=arm-linux- ARCH=arm
接著把產生出來的kernel image放到之前busybox目錄，跟著執行，這些中斷就註冊上去，所以在開機訊息上可以看到，如下圖(我拼錯字了~囧，不管他)

===============

接下來自行建立一個system call，system call是系統提供給一般程式開發者作為有限存取kernel功能的一個介面，可以想成開發kernel的人提供給programmer的API，必須要做的事情有五件

1. 製作system call的功能，大致上一般程式設計差不多，不過是kernel mode
2. 註冊 system call 的名字
3. 定義新 system call 的代碼
4. 調整 Makefile ，使 systam call 被包含在 kernel 中
5. 增加 system call 的 header file ，讓 user program 能夠 include

第二、三件事情對於一般程式設計師比較陌生，但是如果有看過system programming的書籍，大致上會提到過，底下要注意，大多目錄是相對於kernel source code目錄，在定義function name、system call number有一些prefix words要注意

第一步在arch/arm/kernel下建立mytestcall.c，內容是

#include <linux/linkage.h>

#include <linux/kernel.h>

asmlinkage void sys_mytestcall(){

   static int count = 0; 

   printk("mytestcall has been called for %d time(s)\n", ++count); 

}

看到用了asmlinkage的修飾子跟sys_這個prefix

第二步在arch/arm/kernel/calls.S下將創立的system call的名稱做註冊上去在

CALL(sys_set_mempolicy)
後面加上
CALL(sys_mytestcall)

第三步驟，號碼註冊上去，直接就取前面那個最小的+1即可，前面最小的是，include/asm-arm/unistd.h裡面，最小的是底下

#define __NR_set_mempolicy (__NR_SYSCALL_BASE+321)

第四步驟，在arch/arm/kernel/Makefile裡面，sys_mytestcall.o加到target後面，讓他可以被編譯，這時候就可以重新編譯kernel，指令跟前面一樣

make CROSS_COMPILE=arm-linux- ARCH=arm

第五件事情，是為了一般programmer提供header file，就如大家寫lib，總是要提供head file讓人家include，才可以做symbol以及link，命名include/linux/mytestcall.h

#include <linux/unistd.h>

#define __NR_mysyscall (__NR_SYSCALL_BASE+322)

#define mytestcall(void) syscall(__NR_mytestcall);




===============

以上事情完成就可以開始寫測試程式了，我是直接就在linux kernel source code目錄底下建立一個名為testmycall.c，內容很簡單

#include "linux/mysyscall.h" 

int main(){

    mytestcall();

    return 0; 

}

跟著編譯他，指令如下

arm-linux-gcc -I ./include -static testmycall.c -o testmycall

完成後把新的kernel放到busybox目錄下，把這個testmycall拷貝到busybox內的_install目錄底下，然後重新用cpio命令打包_install目錄成root image，用qemu開機，跟著直行就可以看到成果了

這裡可以看到有趣的現象，一般的程式在結束的時候，static variable也跟著被釋放掉，再次執行該程式就重新來過，但是這裡system call是屬於kernel mode，他生命週期一般跟第一次載入記憶體後，就待到觀及，所以再次呼叫的時候，裡面的static變數還是繼續加1變成了2

一般而言儘量避免使用這種static用法，因為system call有點類似global變數，如果使用了這樣的用法，很容易造成race condition的情形。