“Linux内核分析”实验四
系统调用（上）
作者：何振豪
原创作品转载请注明出处 http://www.cnblogs.com/scoyer/p/6556391.html
《Linux内核分析》MOOC课程 http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000
看了一些关于系统调用的博客和资料，感觉受益匪浅！
Linux的运行模式分为内核态和用户态，我们使用操作系统的时候一般在用户态，当我们需要使用系统功能的时候，例如创建文件，创建进程等，需要申请资源，这时候系统就切换内核态帮助我们执行，其中OS接受请求，就会利用系统调用帮助我们实现这个请求。
更专业一点的定义：系统调用是操作系统提供给用户与硬件进行交互的一层接口。
为什么需要系统调用呢？
1.让操作系统检查请求合法性，保证操作系统的正常运作；
2.给用户提供方便，毕竟谁也不想一直使用汇编进行编程；
先科普一些相关术语：
什么是封装例程（wrapper routine）？
在标准C库函数中，为每个系统调用设置了一个封装例程，当一个用户程序执行一个系统调用的时候，就会调用C函数中的相对应的封装例程。
什么是服务例程（service routine）？
实际上系统调用只是一个接口，所需要的系统功能由内核函数去执行，这些执行系统功能的内核函数就是服务例程。
以getpid函数为例，简单说是系统调用执行getpid函数时，详细一点就是在用户态执行模式调用getpid这个封装例程，利用系统调用进入内核态执行sys_getpid服务例程。
实验的前置知识：想要用汇编进行系统调用的话，需要设置好相应的参数到寄存器中，eax使用来存放系统调用号，每个内核函数都有唯一的编号，实现不同的功能，系统调用号列表可以参考：
http://codelab.shiyanlou.com/xref/linux-3.18.6/arch/x86/syscalls/syscall_32.tbl
此外ebx，ecx，edx，esi，edi都是用来存放需要的参数的，假设需要的参数如果大于六个的话，那么需要传的是内存的地址，将参数存放在内存中。设置好参数之后，需要使用中断指令进行系统调用，系统的调用的结果会返回到eax寄存器。
理论知识介绍完就开始进行实验了，这次实验要做的是使用库函数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。
我要实现的系统调用是24号服务例程getuid，这个函数返回的是进程所在的用户id，很简单的一个函数。
下面是c代码：
下面是相应的汇编代码：
执行结果如下图所示：
上面这两个函数执行结果一样，说明调用的是同一个服务例程。
总结
下面简单描述一下系统调用的过程，这一节先粗略一讲，后面在进行详细叙述每个过程：
1.应用程序调用一个封装例程；
2.封装例程里面产生软中断，开始系统调用；
3.通过系统调用切换到内核态，调用服务例程；
4.调用完毕，关闭中断，返回系统调用；
5.从系统调用退出，从内核态切换到用户态；
用下述图片说明：
参考资料（推荐）：
