linux内核分析第五周学习笔记

时间：2021-12-13 01:40:13

linux内核分析第五周学习笔记

标签（空格分隔）： 20135328陈都

陈都 原创作品转载请注明出处 《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000

一、给MenuOS增加time和time-asm命令

  • 把menu删除；

rm menu -rf 强制删除

  • 重新克隆一个新的Menu；

  • 进入Menu，用makerootfs自动编译生成根文件系统，同时还自动启动MenuOS

  • 增加了两个命令：time和time_asm，说明扩展了功能。

二、使用gdb跟踪系统调用内核函数sys_time

  • 一直按n单步执行会进入schedule函数

  • Sys_time返回后进入汇编代码处理gdb无法继续跟踪

  • 执行int 0x80之后执行system_call对应的代码

  • 让系统停在system_call的位置进行调试

  • 执行int 0x80之后执行system_call对应的代码

三、系统调用在内核代码中的处理过程

1.系统调用在内核代码中的工作机制和初始化

（1）进程调度的时机要分析一下

  • sys_call_table是系统调用分派表
  • syscall_after_all，需要先保存返回值
  • sys_exit_work
  • 没有这个就restore_all，返回用户态。

  • 一旦进入sys_exit_work:会有一个进程调度时机

    2.简化后便于理解的system_call伪代码：

（1）系统调用的工作机制一旦在start kernel初始化好之后，在代码中一旦出现inter 0x80的指令，它就会立即跳转到system_call这个位置
call *sys_call_table(,%eax,4)调用了系统调度处理函数，eax存的是系统调用号

（2）定义的宏SAVE_ALL和RESTORE_ALL

（3）当一个系统调用发生的时候，它进入内核处理这个系统调用，内核提供了一些服务，在这个服务结束返回到用户态之前，它可能会发生

进程调度，就会发生进程上下文的切换和中断上下文的切换。

3.system_call到iret之间的主要代码分析：

SAVE_ALL：保存现场；

syscall_call:调用了系统调用处理函数；

restore all：恢复现场（因为系统调用处理函数也算是一种特殊的“中断”）；syscallexitwork：同上一条i；

INTERRUPT RETURN：也就是iret，系统调用到此结束；

\arch\x86\kernel\traps.c中有一个函数，将SYSCALL_WECTOR（系统调用中断向量）和system_call汇编代码的入口绑定。完成初始化

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简化汇编伪代码

Save_all保存现场

Sys_call_table:绑定系统调用函数

Interrupt_return:结束

韩玉琪同学总结得很到位，在此冒昧引用

系统调用就是特殊的一种中断

  1. 保存现场 在系统调用时，我们需要SAVE_ALL，用于保存系统调用时的上下文。 同样，中断处理的第一步应该也要保存中断程序现场。 目的：在中断处理完之后，可以返回到原来被中断的地方，在原有的运行环境下继续正确的执行下去。
  2. 确定中断信息 在系统调用时，我们需要将系统调用号通过eax传入，通过sys_call_table查询到调用的系统调用，然后跳转到相应的程序进行处理。
    同样，中断处理时系统也需要有一个中断号，通过检索中断向量表，了解中断的类型和设备。
  3. 处理中断 跳转到相应的中断处理程序后，对中断进行处理。
  4. 返回 系统调用时最后要restore_all恢复系统调用时的现场，并用iret返回用户态。 同样，执行完中断处理程序，内核也要执行特定指令序列，恢复中断时现场，并使得进程回到用户态。

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