【原创】xenomai内核解析--双核系统调用(三)--如何为xenomai添加一个系统调用
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一、添加系统调用
下面给xenomai添加一个系统调用get_timer_hits()，用于获取应用程序运行CPU的定时器中断产生的次数，类似于VxWorks里的tickGet()。需要说明一下VxWorks是采用周期tick的方式来驱动系统运作，tickGet()获取的也就是tick定时器中断的次数，但xenomai使用的tickless，即定时器不是周期产生tick的。所以get_timer_hits()用于获取定时器中断次数，get_timer_hits()没有具体用途，这里主要用来举例怎么为xenomai添加一个实时系统调用。
在前两篇文中说到，xenomai每个系统的系统系统调用号在\cobalt\uapi\syscall.h中：
#define sc_cobalt_bind 0
#define sc_cobalt_thread_create 1
#define sc_cobalt_thread_getpid 2
......
#define sc_cobalt_extend 96
在此添加sc_cobalt_get_timer_hits的系统,为了避免与xenomai系统调用冲突（xenomai官方添加的系统调用号从小到大），那我们就从最后一个系统调用添加，即127号系统调用，如下。
#define sc_cobalt_bind 0
#define sc_cobalt_thread_create 1
#define sc_cobalt_thread_getpid 2
......
#define sc_cobalt_extend 96
#define sc_cobalt_ftrace_puts 97
#define sc_cobalt_recvmmsg 98
#define sc_cobalt_sendmmsg 99
#define sc_cobalt_clock_adjtime 100
#define sc_cobalt_thread_setschedprio 101
#define sc_cobalt_get_timer_hits 127
#define __NR_COBALT_SYSCALLS 128 /* Power of 2 */
先确定一下我们这个函数的API形式，由于是一个非标准的形式，这里表示如下：
int get_timer_hits(unsigned long *u_tick);参数为保存hits的变量地址；
返回值：成功0；出错 <0;
系统调用的头文件，然后添加一个系统调用的声明,觉得它和clock相关，那就放在kernel\xenomai\posix\clock.h中吧。
#include <linux/ipipe_tickdev.h>
COBALT_SYSCALL_DECL(get_timer_hits,
(unsigned long __user *u_tick));
然后是该函数的内核实现，放在/kernel\xenomai\posix\clock.c，如下：
COBALT_SYSCALL(get_timer_hits, primary,
(unsigned long __user *u_tick))
{
struct xnthread *thread;
unsigned long tick;
int cpu;
int ret = 0;
unsigned int irq;
thread = xnthread_current();
if (thread == NULL)
return -EPERM;
/*得到当前任务CPU号*/
cpu = xnsched_cpu(thread->sched);
irq = per_cpu(ipipe_percpu.hrtimer_irq, cpu);
/*读取该CPU中断计数*/
tick = __ipipe_cpudata_irq_hits(&xnsched_realtime_domain, cpu,
irq);
if (cobalt_copy_to_user(u_tick, &tick, sizeof(tick)))
return -EFAULT;
return ret;
}
需要注意的是该系统调用的权限，这里使用primary,表示只有cobalt上下文（实时线程）才能调用。
修改完成后重新编译内核并安装。
二、Cobalt库添加接口
在前两篇文中说到，xenomai系统调用由libcobalt发起，所以修改应用库来添加该函数接口，添加声明include\cobalt\time.h：
COBALT_DECL(int, get_timer_hits(unsigned long tick));
xenomai3.x.x\lib\cobalt\clock.c添加该接口定义：
COBALT_IMPL(int, get_timer_hits, (unsigned long * tick))
{
int ret;
ret = -XENOMAI_SYSCALL1(sc_cobalt_get_tick,
tick);
return ret;
}
重新编译并安装xenomai库，详见本博客其他文章。
三、应用使用
由于我们添加get_timer_hits()系统调用时,指定了系统调用的权限为primary，这里创建一个实时任务,使用宏__RT()指定链接到libcobalt库。
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sched.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <alchemy/task.h>
#include <alchemy/timer.h>
#include <alchemy/sem.h>
#include <boilerplate/trace.h>
#include <xenomai/init.h>
#define PRIO 50
void test(void *cookie)
{
unsigned long tick;
int ret;
ret = __RT(get_timer_hits(&tick));
if (ret){
fprintf(stderr,
"%s: failed to get_tick,%s\n",
__func__,strerror(-ret));
return ret;
}
fprintf(stdout,"timer_hits:%ld\n",tick);
/*....*/
return 0;
}
int main(int argc, char *const *argv)
{
struct sigaction sa __attribute__((unused));
int sig, cpu = 0;
char sem_name[16];
sigset_t mask;
RT_TASK task;
int ret;
sigemptyset(&mask);
sigaddset(&mask, SIGINT);
sigaddset(&mask, SIGTERM);
sigaddset(&mask, SIGHUP);
sigaddset(&mask, SIGALRM);
pthread_sigmask(SIG_BLOCK, &mask, NULL);
setlinebuf(stdout);
ret = rt_task_spawn(&task, "test_task", 0, PRIO,
T_JOINABLE, test, NULL);
if (ret){
fprintf(stderr,
"%s: failed to create task,%s\n",
__func__,strerror(-ret));
return ret;
}
__STD(sigwait(&mask, &sig));
rt_task_join(&task);
rt_task_delete(&task);
return 0;
}
编译Makefile：
XENO_CONFIG := /usr/xenomai/bin/xeno-config
PROJPATH = .
CFLAGS := $(shell $(XENO_CONFIG) --posix --alchemy --cflags)
LDFLAGS := $(shell $(XENO_CONFIG) --posix --alchemy --ldflags)
INCFLAGS= -I$(PROJPATH)/include/
EXECUTABLE := get-timer-hits
src = $(wildcard ./*.c)
obj = $(patsubst %.c, %.o, $(src))
all: $(EXECUTABLE)
$(EXECUTABLE): $(obj)
$(CC) -g -o $@ $^ $(INCFLAGS) $(CFLAGS) $(LDFLAGS)
%.o:%.c
$(CC) -g -o $@ -c $< $(INCFLAGS) $(CFLAGS) $(LDFLAGS)
.PHONY: clean
clean:
rm -f $(EXECUTABLE) $(obj)
运行结果:
$./get-timer-hits
timer_hits:3
可以看到，虽然系统已经启动十几分钟了，但一直没有运行xenomai应用，xenomai tick相关中断才产生了3次，这就是tickless，后面会出xenomai调度及时间子系统相关文章，敬请关注。
