《Linux内核分析》 第四节 扒开系统调用的三层皮（上）

黄胤凯   原创作品转载请注明出处   《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000

一、视频学习

1.系统调用的三层皮：xyz    system_call    sys_xyz

对应的是API，中断向量对应的中断服务程序，系统调用服务程序。

 

API：应用编程接口            

它与系统调用的关系：API可能直接提供用户态的服务，不是一个API都有与之相对应的系统调用。

 

2.中断处理，用户态及内核态

通过cs：eip的值判断代码段是在用户态还是内核态

中断处理是一种由用户态进入内核态的方式（系统调用也可以理解为是一种中断）

中断发生后，首先要保存现场，将数值压栈，保存到相应的寄存器中，然后响应中断，将数值弹栈，恢复现场。

 

 

二、使用库函数API和C代码中嵌入汇编代码两种方式使用同一个系统调用

• 实验报告

• 选择一个系统调用（13号系统调用time除外），系统调用列表参见http://codelab.shiyanlou.com/xref/linux-3.18.6/arch/x86/syscalls/syscall_32.tbl 参考视频中的方式使用库函数API和C代码中嵌入汇编代码两种方式使用同一个系统调用

• 博客内容的具体要求如下：

  1. 题目自拟，内容围绕系统调用的工作机制进行,博客中需要使用实验截图

  2. 博客内容中需要仔细分析汇编代码调用系统调用的工作过程，特别是参数的传递的方式等。

  3. 总结部分需要阐明自己对“系统调用的工作机制”的理解。

 

• 本次实验选择了2号调用fork调用来做实验：fork函数执行完毕后，如果创建新进程成功，则出现两个进程，一个是子进程，一个是父进程。在子进程中，fork函数返回0，在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID

用实验楼的虚拟机打开shell

Cd Code
Vi forktest.c
Gcc forktest.c -o forktest.o -m32
./forktest.o

fork.c代码如下

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main ()
{
    pid_t fpid;
    int count = 0;
    fpid = fork();
    if (fpid < 0)
        printf("error in fork!");
    else if (fpid == 0) {
        printf("i am the child process, my process id is %d\n",getpid());
        count++;
    }
    else {
        printf("i am the parent process, my process id is %d\n",getpid());
        count++;
    }
    printf("count: %d\n",count);
    return 0;
}

 

　运行结果见截图　

• 嵌入式汇编代码的执行，fork-asm.c源代码如下(参数的传递方式见注释)：

 

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main ()
{
    pid_t fpid;
    int count = 0;

asm volatile (
            "mov $0, %%ebx\n\t"       
            "mov $0x2, %%eax\n\t"    // 将fork的系统调用号0x2赋值给eax
            "int $0x80\n\t"          // 通过0x80中断向量，执行系统调用
            "mov %%eax, %0\n\t"      // 系统返回的pid号默认储存在eax中
            : "=m" (fpid)            // 输出操作数0为内存中的fpid。
            );

if (fpid < 0) printf("error in fork!"); else if (fpid == 0) { printf("i am the child process, my process id is %d\n",getpid()); count++; } else { printf("i am the parent process, my process id is %d\n",getpid()); count++; } printf("count: %d\n",count); return 0; }

运行结果见截图