Linux实验四报告

张文俊 + 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、学习内容

系统调用：操作系统为用户态进程与硬件设备进行交互提供了一组接口

API：应用编程接口，是一个函数定义。

操作系统提供API和系统调用的关系。

Libc库定义的一些API引用封装例程（wrapper routine）。一般每个系统调用对应一个封装例程。库再用这些封装例程定义给用户的API。

 

返回值：

1、大部分封装例程返回一个整数，值含义依赖于相应的系统调用；

2、-1，多数情况——内核不满足进程请求。

3、Libc定义errno变量包含特定出错码。

二、实验部分：两种方式调用系统调用

用户态进程——(调用)——>系统调用

CPU——（切换）———内态核执行一个内核函数

linux中，通过执行int $0x80执行系统调用的，此汇编指令产生向量为128的编程异常。

中断向量0x80与system_call绑定起来，系统调用号将xyz和sys_xyz关联起来。

系统调用三层皮：

API XYZ

中断向量system_call

中断服务程序sys_xyz

其中，system_call是Linux所有系统调用的入口点。

 

<span style="text-decoration: underline;"><strong>传参</strong></span>：

1、内核实现不同系统调用。

2、进程必须指明哪个系统调用，这需要传递一个名为系统调用号的参数。使用EAX寄存器传递 3.ebx,ecx,edx,esi,edi按照顺序存放前五个参数。

4、需要六个或六个以上参数时，应用一个单独的寄存器存放指向所有参数在用户空间地址的指针。

5、返回值用eax。

寄存器传递参数限制

1、参数长度小于或等于寄存器长度（32位）；

2、除系统调用号（EAX），参数个数不超6个（ EBX,ECX,EDX,ESI,EDI,EBP）

 

关于实验，首先分析库函数调用系统调用的工作过程

 

getpid（）函数功能：

取得进程识别码，返回值是进程的ID 这里直接使用getpid库函数进行系统调用。

传入的参数为NULL，通过EAX传入，再通过EAX将返回值传回。

其次，分析汇编代码调用系统调用的工作过程

 

系统调用传递第一个参数ebx,这里是null

8行，将ebx清零； 9行，将20放入EAX 11行，返回值用EAX存储

总之，int 80触发中断，找到中断向量表，从表中寻找中断向量（或中断门），通过中断向量，找到系统调用表,

找到system_call JMP EAX*4+system_table

最后，对两者的编译结果进行分析：两种方式的编译运行结果分别是2999和3065。

三、总结部分

系统调用工作机制，就是应用程序应该以某种方式(库函数或汇编代码)通知系统，告诉内核自己需要执行一个系统调用，希望系统切换到内核态。

内核就可以代表应用程序在内核空间执行系统调用。

此外，通知内核的机制是靠软中断实现的： 通过引发异常将系统切换内核态执行异常处理程序（系统调用处理程序）。