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Varias formas de llamar a una syscall en C

Como trabajo inicial de la asignatura Linux Kernel & Hackers Hut, después de la primera clase nos mandó hacer un pequeño programa en C que creara un directorio, de tres formas distintas: con la llamada correspondiente de la libc, con la función syscall de libc y saltándose la libc por completo.

Las dos primeras formas son bastante sencillas... vamos a ver el ejemplo de mkdir. En el primer caso, haríamos una simple llamada como ésta:

#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>

[...]

mkdir(argv[1],0777);


Donde argv[1] es el nombre del directorio y 0777 son los permisos dados en notación octal.

En el segundo caso, simplemente necesitamos saber que la llamada al sistema se llama mkdir y que las constantes con los nombres de las llamadas al sistema tienen la forma SYS_xxxx, con xxxx el nombre de la llamada. Es importante esto, pues yo estaba usando __NR_mkdir tal y como se llama en el kernel 😳 .


#include <sys/syscall.h>
#include <unistd.h>

[...]

syscall(SYS_mkdir,argv[1],0777);


Finlamente, la última es un poco más especial. Necesitamos saber: tipo del valor de retorno, número de parámetros y sus tipos, así como el nombre de la llamada al sistema. Las macros se llaman _syscallX, donde la X va de 1 a 5 según el tipo de parámetros.

Así pues, sabiendo la llamada al sistema que queremos hacemos un man 2 y vemos el prototipo. Con éste, llamamos a la macro _syscallX correspondiente antes de nuestro main, y luego en el main ya podemos usar la syscall como si de cualquier otra función se tratase:


#include <linux/unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <errno.h>


//Dirty hack so it compiles on my x86_64 machine
#ifndef MAX_ERRNO
#define MAX_ERRNO 4095
#endif


_syscall2(int,mkdir,const char *, pathname, mode_t, mode);


int main(int argc, char **argv){
return mkdir(argv[1],0777);
}

En mi caso he tenido que añadir ese define condicional puesto que no compilaba debido a que la constante MAX_ERRNO no estaba definida. Busqué en google y parece ser que es un fallo en la libc para x86_64, al menos en la versión que yo tengo así es.

Las dos últimas formas son interesantes para cuando se añade una llamada al sistema que queremos usar y la libc no nos ofrece todavía un wrapper para ella, con lo que la debemos llamar a mano. Otra opción sería meter un poco de inline assembly, pero teniendo estas opciones me parece que es un poco bestia hacerlo, además de que se vuelve dependiente de la arquitectura, lo cual no es muy bueno... a no ser que necesitemos velocidad o control máximo y así lo podamos ganar, que tampoco sé la diferencia de velocidad entre usar la macro _syscallX y llamar directamente a la syscall desde ensamblador.

Por último, comentar que si la llamada al sistema tiene más de 5 parámetros no se pueden usar las macros, sino que se deben poner los parámetros en la pila y pasando un único parámetro: un puntero al bloque de argumentos en la pila.

Notar también que es interesante conocer ambos métodos, porque dependiendo de la libc que se use puede que se tenga la función syscall() o no, y si no la tenemos deberemos apoyarnos en las macros para hacer las llamadas.