Linux内核分析第四周总结

用户态，内核态和中断处理过程

库函数将系统调用封装起来

用户态和内核态的差别：

在内核态时，cs和eip的值可以是任意地址，但在用户态时只能访问0x00000000 - 0xbfffffff，0x000000000以上的地址只能在内核态访问

一般现代CPU都有几种不同的指令执行级别
在高执行级别下，代码可以执行特权指令，访问任意的物理地址，这种CPU执行级别就对应着内核态
而在相应的低级别执行状态下，代码的掌控范围会受到限制。只能在对应级别允许的范围内活动
CPU每条指令的读取都是通过cs:eip这两个寄存器：其中cs是代码段选择寄存器，eip是偏移量寄存器

中断处理的完整过程：

interrupt(ex:int 0x80)-save
SAVE_ALL
RESTORE_ALL
iret-pop cs:eip/ss:esp/eflags from kernel stack

中断处理是从用户态进入到内核态的主要方式
系统调用是一种特殊的中断

用户态-->内核态：必须保存用户态寄存器的上下文，同时将内核态的值放入当前cpu中。
中断/int指令会在堆栈上保存一些寄存器的值，如用户态栈顶地址，当时的状态字，当时的cs：eip的值

• 保护现场就是进入中断程序 保存需要用到的寄存器的数据
• 恢复现场就是推出中断程序 恢复保存寄存器的数据
  系统调用概述

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系统调用的意义：

系统调用和API的关系：

系统调用的三层皮：xyz,system_call,sys_xyz
中断向量0x80与system_call绑定起来
系统用将xyz与sys_xyz相关联起来

系统调用的传递方法：

使用库函数API和C代码中嵌入汇编代码触发系统调用

c代码中嵌入汇编代码

实验

汇编代码调用系统调用过程分析：

• 首先将ebx寄存器清零，表示无参数传入
• 然后将0x31放入eax，表示需要调用的系统调用号49
• 执行int 0x80来执行系统调用
• 之后eax寄存器保存了返回值，将它赋值给输出uid变量
• 完成整个汇编代码的系统调用

总结：

在Linux系统中是通过激活0x80中断来触发系统调用的，需要调用的系统调用号实现赋值给eax存储器，如果有传入参数可赋值给ebx寄存器，如果多于1个则按顺序赋值给ebx、ecx、edx、esi、edi、ebp，如果超过6个则通过指针变量指向另一片堆栈区，如果无参数传入则赋值为0。并且也学到了可以通过库函数API使用系统调用或者用汇编方式触发系统调用。