《Linux內核分析》 第四節 扒開系統調用的三層皮（上）

黃胤凱 ? 原創作品轉載請注明出處 ? 《Linux內核分析》MOOC課程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000

一、視頻學習

1.系統調用的三層皮：xyz ? ?system_call ? ?sys_xyz

對應的是API，中斷向量對應的中斷服務程序，系統調用服務程序。

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API：應用編程接口 ? ? ? ? ? ?

它與系統調用的關系：API可能直接提供用戶態的服務，不是一個API都有與之相對應的系統調用。

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2.中斷處理，用戶態及內核態

通過cs：eip的值判斷代碼段是在用戶態還是內核態

中斷處理是一種由用戶態進入內核態的方式（系統調用也可以理解為是一種中斷）

中斷發生后，首先要保存現場，將數值壓棧，保存到相應的寄存器中，然后響應中斷，將數值彈棧，恢復現場。

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二、使用庫函數API和C代碼中嵌入匯編代碼兩種方式使用同一個系統調用

• 實驗報告

• 選擇一個系統調用（13號系統調用time除外），系統調用列表參見http://codelab.shiyanlou.com/xref/linux-3.18.6/arch/x86/syscalls/syscall_32.tbl 參考視頻中的方式使用庫函數API和C代碼中嵌入匯編代碼兩種方式使用同一個系統調用

• 博客內容的具體要求如下：

  1. 題目自擬，內容圍繞系統調用的工作機制進行,博客中需要使用實驗截圖

  2. 博客內容中需要仔細分析匯編代碼調用系統調用的工作過程，特別是參數的傳遞的方式等。

  3. 總結部分需要闡明自己對“系統調用的工作機制”的理解。

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• 本次實驗選擇了2號調用fork調用來做實驗：fork函數執行完畢后，如果創建新進程成功，則出現兩個進程，一個是子進程，一個是父進程。在子進程中，fork函數返回0，在父進程中，fork返回新創建子進程的進程ID

用實驗樓的虛擬機打開shell

Cd Code
Vi forktest.c
Gcc forktest.c -o forktest.o -m32
./forktest.o

fork.c代碼如下

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main ()
{pid_t fpid;int count = 0;fpid = fork();if (fpid < 0)printf("error in fork!");else if (fpid == 0) {printf("i am the child process, my process id is %d\n",getpid());count++;}else {printf("i am the parent process, my process id is %d\n",getpid());count++;}printf("count: %d\n",count);return 0;
}

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　運行結果見截圖　

• 嵌入式匯編代碼的執行，fork-asm.c源代碼如下(參數的傳遞方式見注釋)：

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#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main ()
{pid_t fpid;int count = 0;

asm volatile ("mov $0, %%ebx\n\t"       "mov $0x2, %%eax\n\t"    // 將fork的系統調用號0x2賦值給eax"int $0x80\n\t"          // 通過0x80中斷向量，執行系統調用"mov %%eax, %0\n\t"      // 系統返回的pid號默認儲存在eax中: "=m" (fpid)            // 輸出操作數0為內存中的fpid。);

if (fpid < 0) printf("error in fork!"); else if (fpid == 0) { printf("i am the child process, my process id is %d\n",getpid()); count++; } else { printf("i am the parent process, my process id is %d\n",getpid()); count++; } printf("count: %d\n",count); return 0; }

運行結果見截圖

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