Linux系统调用过程（Linux0.11内核实验）

什么是系统调用呢？

系统调用和普通函数调用得区别：
普通函数调用：调用自定义函数是通过call指令直接跳转到该函数的地址，继续运行。
系统调用：调用一个系统得API(Application programming Interface)应用程序接口，通过API调用真正的系统调用；


API调用系统调用的过程：
   1. 把系统调用的编号存入EAX
   2. 把函数参数存入其它通用寄存器
   3. 触发0x80号中断（int 0x80）

有点迷糊了吧，来看一下实验；


首先，需要将两个函数原型改变一下：

int iam(const char * name);
int whoami(char* name, unsigned int size);

变成：

_syscall1(int,iam,char*,name);
_syscall2(int,whoami,char*,name,int,size);

以便于_systemcall*宏展开；

 

 

不知道什么是_system*宏展开；那就来看一下unistd.h中定义的_system1宏：

#define _syscall1(type,name,atype,a) \
type name(atype a) \
{ \
long __res; \
__asm__ volatile ("int $0x80" \
    : "=a" (__res) \
    : "0" (__NR_##name),"b" ((long)(a))); \
if (__res >= 0) \
    return (type) __res; \
errno = -__res; \
return -1; \
}

这里先定义了一个long变量__res；
之后把中断号__NR_##name(name是参数要替换)传入寄存器EAX，参数a存入寄存器EBX，__res用来承载中断返回值，int 80就是我们熟知的中断调用，后面就是返回值分析判断；

因此，我们需要在unistd.h中添加中断号的宏的定义，在开头写入：

#define __NR_iam    72
#define __NR_whoami    73

之后，我们就进入了int 80所进入了系统调用，经过一重重调用啊我们终于到了system_call.s文件，也就是我们的系统调用处理到达我们需要的函数得代码，纯汇编啊，看起来很蛋疼；

看啊看；看到一句：

nr_system_calls = 72；

这个是什么？系统调用总数啊，一句话改之～～～～

之后：

system_call:
    ...
    call sys_call_table(,%eax,4)
    ...

这句话就很牛逼了，翻译过来就是
call sys_call_table + 4 * %eax
记不记得，EAX是我们之前在宏展开时存放中断号的地方，这里乘以4后加上一个值，其实就是在计算函数指针的地址啊！！！！
而sys_call_table是什么值呢？

我们看sys.h中，发现了吗？中断函数表，那上面的语句就是很明显在通过数组首地址计算数组元素的地址了，也就是函数指针的地址。
这样，我们在数组中添加：

fn_ptr sys_call_table[] = { ...,sys_iam,sys_whoami};

因为函数原型不知在这里申明的，之前需要加上：

extern int sys_whoami();
extern int sys_iam();

这样，编译器就会去别的文件中寻找函数定义。

其实到这步，我们依旧没有定义函数，现在去编译的话，就会出错。

接下来，就该我们写实实在在的函数来实现了，只要名字是sys_whoami()，int sys_iam()；编译器就会找到，当然，前提是要编译到内核中。


新建who.c文件到kernel文件夹引入一大堆头文件后就可以开始写了，和一般的函数基本上一样不过要时刻记住在内核中运行；
写完：sys_iam，sys_whoami后就可以开始编译了；

但是怎么把我写得who.c编译到内核中呢？

主要就是要修改makefile文件这样的话，执行make命令之后，makefile文件会指向你想要得文件，就可以编译到内核了。
但是至今没看懂，就抄一下代码：

我们要修改的是kernel/Makefile。需要修改两处。一处是：

OBJS  = sched.o system_call.o traps.o asm.o fork.o \
        panic.o printk.o vsprintf.o sys.o exit.o \
        signal.o mktime.o

改为：

OBJS  = sched.o system_call.o traps.o asm.o fork.o \
        panic.o printk.o vsprintf.o sys.o exit.o \
        signal.o mktime.o who.o

另一处：

### Dependencies:
exit.s exit.o: exit.c ../include/errno.h ../include/signal.h \
  ../include/sys/types.h ../include/sys/wait.h ../include/linux/sched.h \
  ../include/linux/head.h ../include/linux/fs.h ../include/linux/mm.h \
  ../include/linux/kernel.h ../include/linux/tty.h ../include/termios.h \
  ../include/asm/segment.h

改为：

### Dependencies:
who.s who.o: who.c ../include/linux/kernel.h ../include/unistd.h
exit.s exit.o: exit.c ../include/errno.h ../include/signal.h \
  ../include/sys/types.h ../include/sys/wait.h ../include/linux/sched.h \
  ../include/linux/head.h ../include/linux/fs.h ../include/linux/mm.h \
  ../include/linux/kernel.h ../include/linux/tty.h ../include/termios.h \
  ../include/asm/segment.h