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Linux系统下如何访问CPU寄存器？ (linux sys下访问寄存器)

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CPU寄存器是计算机系统中最重要的部分之一，它是CPU内的一种用于暂存数据和地址信息的高速存储区域，在计算机处理运算和指令时发挥着至关重要的作用。在Linux系统中，如果需要进行一些低级别的操作，如系统优化，程序调试等，就需要访问CPU寄存器。但是，Linux系统如何访问CPU寄存器呢？本文将为大家详细介绍。

Linux系统的体系结构

我们需要了解Linux系统的体系结构。Linux是一种开放源码的操作系统，其主要体系结构是x86架构。x86架构是当前市场上基本上所有PC处理器（如Intel和AMD等）的通用架构。此外，还有ARM架构、MIPS架构等，但由于x86占据了PC市场的绝大多数，所以本文以x86架构为例。

Linux系统下访问寄存器的方式

在Linux系统中，访问CPU寄存器的方式主要有以下几种方法：

1. 单步执行

通过单步执行程序，可以在进程运行时观察进程中所有寄存器的值。单步执行也被称为跟踪程序，通常用于调试。

在GDB（GNU Debugger）中，通过设置断点后按下“si”命令，即可进行单步执行。在单步执行时，程序会在执行每一条指令之前暂停，这时可以使用“info registers”命令查看所有寄存器的当前值。在这个过程中，程序只会很慢地前进，但优点是非常直观且容易理解。

2. /proc文件系统

Linux的/proc文件系统提供了大量关于系统硬件和运行状态的信息。可以通过访问/proc文件系统中的特定文件来查看寄存器的值。/proc文件系统中的prctl接口允许进程控制本身的很多方面，如在进程运行时重置寄存器。

通过以下命令可以查看寄存器的值：

cat /proc/cpuinfo | grep -i eax

cat /proc/cpuinfo | grep -i ebx

cat /proc/cpuinfo | grep -i ecx

cat /proc/cpuinfo | grep -i edx

以上命令可以查询CPU的四个标准寄存器EAX、EBX、ECX和EDX的值。

3. 内联汇编

在Linux系统下，可以使用C语言的内联汇编来访问寄存器。与GDB不同，内联汇编不需要任何额外的工具，它直接嵌入到源代码中，提供对特定寄存器的访问。

以下代码展示了如何使用内联汇编来访问EAX寄存器：

“`c

unsigned int get_eax() {

unsigned int eax;

__a__ volatile ( “movl %%eax, %0;” : “=r” (eax) );

return eax;

}

“`

4. 系统调用

在Linux系统中，可以使用系统调用访问寄存器，这种方法需要内核支持。通过使用sysctl系统调用，可以获取系统信息，如寄存器的当前状态。

下面的代码展示了如何使用sysctl系统调用来获取EAX寄存器的值：

“`c

#include

#include

#include

#include

#include

unsigned int get_eax()

{

unsigned int eax;

size_t eax_len = sizeof(eax);

int name[] = { CTL_MACHDEP, CPU_STATE, x86_EXCEPTION_STATE64, x86_EXCEPTION_STATE64_COUNT };

if(sysctl(name, 4, 0, &eax_len, 0, 0) == -1)

{

perror(“sysctl”);

exit(1);

}

struct x86_exception_state64 state;

state.__rax = eax;

if(sysctl(name, 4, &state, &eax_len, 0, 0) == -1)

{

perror(“sysctl”);

exit(1);

}

return state.__rax;

}

int mn(int argc, char **argv)

{

printf(“eax: %u\n”, get_eax());

return 0;

}

“`

相关问题拓展阅读：

  • 关于linux io内存和直接对寄存器操作的疑问。
  • linux kernel 怎么读cpu写寄存器 inw

关于linux io内存和直接对寄存器操作的疑问。

不可以，应用程序要里使用端口必须要进行io口影射，linux运行后，会出现用户空间和内核空间。

linux kernel 怎么读cpu写寄存器 inw

arm裸机下读写寄存器很容易,各个寄存器和内存的地址是单一地址空间,他们姿棚是用相同的指令进行读写操作的.而在linux下就要复杂很多,因为linux支持多个体系架构的CPU。比如arm和x86就不一样，具体的差别我暂时也说不上来，这个涉及到CPU体系的设计。目前我只关心：linux为了支持多个硬件体系，在IO访问上做了自己的接口。可以通过IO内存和IO端携滑口这两种方式进行IO访问。在LED的例子上给辩册腊出这两种方式的具体实现：

.利用IO Port的方式：

view plain copy

#include

#include

#include

#include /* printk() */

#include/* kmalloc() */

#include /* everything… */

#include /* error codes */

#include /* size_t */

#include

#include /* O_ACCMODE */

#include

#include

#include

#include

#include/* cli(), *_flags */

#include /* copy_*_user */

#include

#define LED_NUM

struct led_dev

{

struct cdev dev;

unsigned port;

unsigned long offset;

};

struct led_dev led;

dev_t dev = 0;

static struct resource *led_resource;

int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)

{

struct led_dev *led; /* device information */

led = container_of(inode->i_cdev, struct led_dev, dev);

filp->private_data = led; /* for other methods */

return 0;/* success */

}

int led_release(struct inode *inode, struct file *filp)

{

return 0;

}

ssize_t led_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos)

{

return 0;

}

ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos)

{

char data;

struct led_dev *led;

u32 value;

printk(KERN_INFO “debug by baikal: led dev write\n”);

led = (struct led_dev *)filp->private_data;

copy_from_user(&data,buf,count);

if(data == ‘0’)

{

printk(KERN_INFO “debug by baikal: led off\n”);

value = inl((unsigned)(S3C2410_GPBDAT));

outl(value | 1offset,(unsigned)(S3C2410_GPBDAT));

//value = ioread32(led->base);

//iowrite32( value | 1offset, led->base);

}

else

{

printk(KERN_INFO “debug by baikal: led on\n”);

value = inl((unsigned)(S3C2410_GPBDAT));

outl(value & ~(1offset),(unsigned)(S3C2410_GPBDAT));

//value = ioread32(led->base);

//iowrite32( value & ~(1offset), led->base);

}

}

struct file_operations led_fops = {

.owner = THIS_MODULE,

.read = led_read,

.write = led_write,

//.ioctl = led_ioctl,

.open = led_open,

.release = led_release,

};

static int led_init(void)

{

int result, i;

result = alloc_chrdev_region(&dev, 0, LED_NUM,”LED”);

if (result

#include

#include

#include /* printk() */

#include/* kmalloc() */

#include /* everything… */

#include /* error codes */

#include /* size_t */

#include

#include /* O_ACCMODE */

#include

#include

#include

#include/* cli(), *_flags */

#include /* copy_*_user */

#include

#define LED_NUM

struct led_dev

{

struct cdev dev;

void __iomem *base;

unsigned long offset;

};

struct led_dev led;

dev_t dev = 0;

int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)

{

struct led_dev *led; /* device information */

led = container_of(inode->i_cdev, struct led_dev, dev);

filp->private_data = led; /* for other methods */

return 0;/* success */

}

int led_release(struct inode *inode, struct file *filp)

{

return 0;

}

ssize_t led_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos)

{

return 0;

}

ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos)

{

char data;

struct led_dev *led;

u32 value;

printk(KERN_INFO “debug by baikal: led dev write\n”);

led = (struct led_dev *)filp->private_data;

copy_from_user(&data,buf,count);

if(data == ‘0’)

{

printk(KERN_INFO “debug by baikal: led off\n”);

value = ioread32(led->base);

iowrite32( value | 1offset, led->base);

}

else

{

printk(KERN_INFO “debug by baikal: led on\n”);

value = ioread32(led->base);

iowrite32( value & ~(1offset), led->base);

}

}

struct file_operations led_fops = {

.owner = THIS_MODULE,

.read = led_read,

.write = led_write,

//.ioctl = led_ioctl,

.open = led_open,

.release = led_release,

};

static int led_init(void)

{

int result, i;

result = alloc_chrdev_region(&dev, 0, LED_NUM,”LED”);

if (result

printk(KERN_WARNING “LED: can’t get major %d\n”, MAJOR(dev));

return result;

}

for(i = 0; i

{

cdev_init( &led.dev, &led_fops);

request_mem_region(0x,0x4,”led”);

led.base = ioremap(0x,0x4);

led.offset = i + 5; //leds GPB5\6\7\8

led.dev.owner = THIS_MODULE;

led.dev.ops = &led_fops;

result = cdev_add(&led.dev,MKDEV(MAJOR(dev),i),1);

if(result

{

printk(KERN_ERR “LED: can’t add led%d\n”,i);

return result;

}

}

return 0;

}

static void led_exit(void)

{

int i;

release_mem_region(0x,0x4);

for( i = 0; i

{

iounmap(led.base);

cdev_del(&led.dev);

}

unregister_chrdev_region(dev, LED_NUM);

}

module_init(led_init);

module_exit(led_exit);

MODULE_AUTHOR(“Baikal”);

MODULE_LICENSE(“GPL”);

关于linux sys下访问寄存器的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。

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