《Linux内核分析》 第四周

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《Linux内核分析》 第四周

PART ONE 知识点梳理 之 基础：用户态&内核态与系统调用的关系

1.用户态、内核态区别

• 在高级别的状态下，代码可以执行特权指令，访问任意的物理地址；一般在Linux中，0xc0000000以上的地址（指的是逻辑地址）空间只能在内核态下访问；
• 在相应的低级别执行状态下，代码的掌控范围会受到限制；

2.中断处理程序

1. 中断指令会在寄存器上保存一些寄存器的值放入内核堆栈，比如：用户态栈顶地址,标志寄存器，cs:eip。同时，将相关联的中端服务历程的入口加载到cs:eip，把当前的堆栈段esp也加载到CPU里面
2. 中断发生之后第一件事就是保存现场；中断处理结束前的最后一件事情就是恢复现场

3.系统调用

1. 

2. 

3. 

4. 系统调用的三层皮

   • 

   • xyz,system_call,sys_xyz。即：API，中断向量，服务程序

PART TWO 使用库函数API和C代码中嵌入汇编代码触发同一个系统调用

1.知识储备

1. 嵌入式汇编代码的参数传递过程

   • 

2. 关于系统调用号

   • 通过查表可以得到API对应的系统调用号，这个参数是固定传递给eax寄存器的。如果函数有参数的话，可以利用ebx传递

2.实验过程

1. 选取系统调用
   • nice函数系统调用号是34，作用是改变当前进程的优先级。其参数是一个int型的变量，作为当前进程要增加的优先级级数（级数越大，优先级越小）。如果调用成功的话，返回的是当前进程改变之后的优先级（这个数值的范围只能在-20——19之间）；否则返回-1
2. 实验过程

• 使用函数API获取当前进程的优先级；

• 

• 进行编译，得到结果：1

• 

• 然后进行嵌入式汇编代码的编写

• 

• 结果如下：

• 

• 结果发现两次得到的结果不一样。这是为什么呢？

  • 其实是因为开始的时候没有注意到nice函数返回值的意义：它返回的是当前进程被改变的优先级，也就是在原有级数的基础上加上传进去的参数。所以，两次进程的原有优先级不同，得到的结果也不同
    • 第二次汇编如下：
    • 
    • 

PART THREE 总结

本周的自学过程与前两周比较更能锻炼自学能力：其一，在编写C代码以及嵌入式汇编代码的过程中，我查阅了很多系统调用的作用、参数值和返回结果，并且筛选出了我认为比较有代表性的（传递一个参数、返回一个int型变量的nice()函数）；其二，对于前后两次代码意义相同但是结果不同的情况，我最初以为是自己编写错误，还误打误撞地学会了检验函数是否出错的方法（也就是errno变量的使用），并且更加深刻得理解了nice()函数的意义。