linux内核分析---系统调用实现代码分析
作者:单身男人adgjm | 来源:互联网 | 2017-06-23 15:59
文章标题:linux内核分析---系统调用实现代码分析。Linux是中国IT实验室的一个技术频道。包含桌面应用,Linux系统管理,内核研究,嵌入式系统和开源等一些基本分类
作者:e4gle by e4gle from http://e4gle.org 2001年6月5日 启动早就读完,现在为了写笔记再从启动之后粗略的大体读一遍,基本就是几个大模块:启动和初始化, 中断信号,进程及调度,内存管理,文件系统,网络,驱动和模块等,我主要也从这几块入手。由于启动 部分在start_kernel之前牵涉到大量的x86体系相关的汇编知识,需要大量的时间,于是我跳过,先把握 整个系统的大体脉络,然后做二次,三次分析。网络部分的分析,我会从4.4BSD-Lite的代码中分析。 系统调用: 先说一下系统调用,奇怪的很,所有的读核资料都没有把系统调用单独提出来说,我觉得还是比较重要的 。用户和系统内核通信的关键的枢纽,不过分吧,呵呵。仔细研究一下它的机制,准备花三天时间,手头 有些书和资料,帮助我理解。 概念:(明晰一下基本概念) 系统调用发生在用户进程,通过一些特殊的函数(如open)来请求内核提供服务,这时,用户进程挂起, 内核验证用户请求,尝试之行,并把结果反馈给用户进程,接着用户进程重新启动。这些机制在一般的编 程书里都有,我就是来通过源代码的实现来讨论这种机制。 具体实现代码:arch/i386/kernel/entry.S(内核版本2.2.14) 从entry.S的第171行,就是system_call开始,171-248行代码贴出来,分析以注释形式: ENTRY(system_call) \\所有系统调用的入口点,参数system_call是所希望激活的系统调用的数 pushl %eax# 保存orig_eax,这个值就是希望系统调用数 SAVE_ALL /*SAVE_ALL宏定义如下: #define SAVE_ALL cld; pushl %es; pushl %ds; pushl %eax; pushl %ebp; pushl %edi; pushl %esi; pushl %edx; pushl %ecx; pushl %ebx; movl $(__KERNEL_DS),%edx; movl %dx,%ds; movl %dx,%es; 他的作用是先把所有寄存器的值压栈,然后在system_call返回之前使用RESTORE_ALL把栈从栈中弹出 ,在这其中system_call可以根据需要子去使用寄存器的值。任何它调用的c函数都可以从栈中查找到所希 望的参数,因为SAVE_ALL已经把所有寄存器的值都压入栈中了 */ -------------------------------------------------------------------------------------------- GET_CURRENT(%ebx) /*利用GET_CURRENT宏从ebx中取得当前任务指针,GET_CURRENT宏定义 如下: #define GET_CURRENT(reg) movl %esp, reg; andl $-8192, reg;这段代码应该很好理解,把esp指移到reg变量,减去8129得到当前任务地址 */ -------------------------------------------------------------------------------------------- cmpl $(NR_syscalls),%eax /*察看保存在eax中的系统调用数是否超过最大数(常数NR_syscalls代表系统调用的最大数)如果确实超过了,请看下面一句:jae badsys,程序则跳转到badsys 。*/ jae badsys testb $0x20,flags(%ebx)# PF_TRACESYS/*检查系统调用是否正在被跟踪*/ jne tracesys /*如果系统调用被跟踪,则程序跳转到tracesys*/ call *SYMBOL_NAME(sys_call_table)(,%eax,4)/*调用系统函数*/ /*SYMBOL_NAME宏不处理任何工作,只是简单的被文本参数(也就是系统调用名)所替换,所以可以忽略 sys_call_table也定义在entry.S(373行)中,是一张由指向实现各种系统调用的内核函数的函数指针组 成的表: ENTRY(sys_call_table) .long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall)/* 0 - old "setup()" system call*/ .long SYMBOL_NAME(sys_exit) .long SYMBOL_NAME(sys_fork) .long SYMBOL_NAME(sys_read) .long SYMBOL_NAME(sys_write) .long SYMBOL_NAME(sys_open)/* 5 */ .long SYMBOL_NAME(sys_close) .long SYMBOL_NAME(sys_waitpid) .long SYMBOL_NAME(sys_creat) .long SYMBOL_NAME(sys_link) .long SYMBOL_NAME(sys_unlink)/* 10 */ .long SYMBOL_NAME(sys_execve) .long SYMBOL_NAME(sys_chdir) .long SYMBOL_NAME(sys_time) .long SYMBOL_NAME(sys_mknod) .long SYMBOL_NAME(sys_chmod)/* 15 */ .long SYMBOL_NAME(sys_lchown) .long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall)/* old break syscall holder */ .long SYMBOL_NAME(sys_stat) .long SYMBOL_NAME(sys_lseek) .long SYMBOL_NAME(sys_getpid)/* 20 */ .long SYMBOL_NAME(sys_mount) .long SYMBOL_NAME(sys_oldumount) .long SYMBOL_NAME(sys_setuid) .long SYMBOL_NAME(sys_getuid) .long SYMBOL_NAME(sys_stime)/* 25 */ .long SYMBOL_NAME(sys_ptrace) .long SYMBOL_NAME(sys_alarm) .long SYMBOL_NAME(sys_fstat) .long SYMBOL_NAME(sys_pause) .long SYMBOL_NAME(sys_utime)/* 30 */ .long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall)/* old stty syscall holder */ .long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall)/* old gtty syscall holder */ .long SYMBOL_NAME(sys_access) .long SYMBOL_NAME(sys_nice) .long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall)/* 35 */ /* old ftime syscall holder */ .long SYMBOL_NAME(sys_sync) .long SYMBOL_NAME(sys_kill) .long SYMBOL_NAME(sys_rename) .long SYMBOL_NAME(sys_mkdir) .long SYMBOL_NAME(sys_rmdir)/* 40 */ .long SYMBOL_NAME(sys_dup) .long SYMBOL_NAME(sys_pipe) .long SYMBOL_NAME(sys_times) .long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall)/* old prof syscall holder */ .long SYMBOL_NAME(sys_brk)/* 45 */ .long SYMBOL_NAME(sys_setgid) .long SYMBOL_NAME(sys_getgid) .long SYMBOL_NAME(sys_signal) .long SYMBOL_NAME(sys_geteuid) .long SYMBOL_NAME(sys_getegid)/* 50 */ .long SYMBOL_NAME(sys_acct) .long SYMBOL_NAME(sys_umount)/* recycled never used phys() */ .long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall)/* old lock syscall holder */ .long SYMBOL_NAME(sys_ioctl) .long SYMBOL_NAME(sys_fcntl)/* 55 */ .long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall)/* old mpx syscall holder */ .long SYMBOL_NAME(sys_setpgid) .long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall)/* old ulimit syscall holder */ .long SYMBOL_NAME(sys_olduname) .long SYMBOL_NAME(sys_umask)/* 60 */ .long SYMBOL_NAME(sys_chroot) .long SYMBOL_NAME(sys_ustat) .long SYMBOL_NAME(sys_dup2) .long SYMBOL_NAME(sys_getppid) .long SYMBOL_NAME(sys_getpgrp)/* 65 */ .long SYMBOL_NAME(sys_setsid) .long SYMBOL_NAME(sys_sigaction) .long SYMBOL_NAME(sys_sgetmask) .long SYMBOL_NAME(sys_ssetmask) .long SYMBOL_NAME(sys_setreuid)/* 70 */ .long SYMBOL_NAME(sys_setregid) .long SYMBOL_NAME(sys_sigsuspend) .long SYMBOL_NAME(sys_sigpending) .long SYMBOL_NAME(sys_sethostname) .long SYMBOL_NAME(sys_setrlimit)/* 75 */ .long SYMBOL_NAME(sys_getrlimit) .long SYMBOL_NAME(sys_getrusage) .long SYMBOL_NAME(sys_gettimeofday) .long SYMBOL_NAME(sys_settimeofday) .long SYMBOL_NAME(sys_getgroups)/* 80 */ .long SYMBOL_NAME(sys_setgroups) .long SYMBOL_NAME(old_select) .long SYMBOL_NAME(sys_symlink) .long SYMBOL_NAME(sys_lstat) .long SYMBOL_NAME(sys_readlink)/* 85 */ .long SYMBOL_NAME(sys_uselib) .long SYMBOL_NAME(sys_swapon) .long SYMBOL_NAME(sys_reboot) .long SYMBOL_NAME(old_readdir) .long SYMBOL_NAME(old_mmap)/* 90 */ .long SYMBOL_NAME(sys_munmap) .long SYMBOL_NAME(sys_truncate) .long SYMBOL_NAME(sys_ftruncate) .long SYMBOL_NAME(sys_fchmod) .long SYMBOL_NAME(sys_fchown)/* 95 */ .long SYMBOL_NAME(sys_getpriority) .long SYMBOL_NAME(sys_setpriority) .long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall)/* old profil syscall holder */ .long SYMBOL_NAME(sys_statfs) .long SYMBOL_NAME(sys_fstatfs)/* 100 */ .long SYMBOL_NAME(sys_ioperm) .long SYMBOL_NAME(sys_socketcall) .long SYMBOL_NAME(sys_syslog) .long SYMBOL_NAME(sys_setitimer) .long SYMBOL_NAME(sys_getitimer)/* 105 */ .long SYMBOL_NAME(sys_newstat) .long SYMBOL_NAME(sys_newlstat) .long SYMBOL_NAME(sys_newfstat) .long SYMBOL_NAME(sys_uname) .long SYMBOL_NAME(sys_iopl)/* 110 */ .long SYMBOL_NAME(sys_vhangup) .long SYMBOL_NAME(sys_idle) .long SYMBOL_NAME(sys_vm86old) .long SYMBOL_NAME(sys_wait4) .long SYMBOL_NAME(sys_swapoff)/* 115 */ .long SYMBOL_NAME(sys_sysinfo) .long SYMBOL_NAME(sys_ipc) .long SY
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