2019-2020-1 20199307《Linux内核原理与分析》第五周作业

系统调用的三层机制（上）

一、用户态、内核态和中断

知识点：
1.intel x86 CPU有四种不同的执行级别，分别是0、1、2、3，数字越小，特权越高。
2.linux操作系统只是采用了0和3两个特权级别，分别对应内核态和用户态。
3.内核态可以访问所有的内存，而用户态只可以访问0x00000000-0xbfffffff之间的内存。
3.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

二、系统调用

知识点：
1.什么是系统调用：
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
2.系统调用的意义：
-把用户从底层的硬件编程中解放出来
-极大的提高了系统的安全性
-使用户程序具有可移植性
3.API和系统调用是不同的，API只是一个函数定义，而系统调用通过软中断向内核发出一个明确的请求。
4.系统调用的3层机制：xyz、system_call和sys_xyz
第一层：API
第二层：中断向量对应的
第三层：系统调用有不同种类的服务程序

三、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

实验步骤：

1.使用库函数API使用系统调用:

2.C代码中嵌入汇编代码使用系统调用:

用自己的实验环境时候，出现段错误提示，由于未找到错误原因，故在实验楼继续试验：

3.代码分析：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(void){
    pid_t tt;
    asm volatile(
            "movl $0x14, %%eax\n\t"   //将系统调用号赋给eax寄存器
            "int $0x80\n\t"           //执行系统调用
            "movl %%eax, %0\n\t"      //将系统调用执行后的返回值赋给变量tt
            :"=m"(tt)     
            );
    printf("%u\n",tt);
    return 0;
}