Linux内核分析-系统中断在内核中的实现

分析system_call中断处理过程

在MenuOS中添加上周所运用到的系统调用

即在Linuxkernel/menu/test.c文件中，添加代码如下:

    int Mkdir()
    {
        const  char *ch = "test"; //创建的文件夹名称
        mode_t mode = 0700;        //创建的文件夹的权限
        int flag = 0;        //是否创建成功新的文件夹的标识符
        flag = mkdir(ch,mode);    //调用mkdir
        if(flag==0)                //flag=0则创建成功，否则失败
        {
             printf("succeed");
        }
        else
            printf("error");
        return 0;
    }
    int MkdirAsm()
    {
         char *ch="test-asm"; //创建文件夹的名称
        mode_t mode=S_IRWXU;  //创建新的文件夹的权限
        int flag=0;            //标识符
        asm volatile(
                "mov $0x27,%%eax\n\t"    //系统调用号赋给eax寄存器
                "mov %1,%%ebx\n\t"        //将文件夹的名称赋给ebx寄存器
                "mov %2,%%ecx\n\t"        //将文件夹的权限赋给ecx寄存器
                "int $0x80\n\t"            //开启中断，执行mkdir系统调用
                "mov %%eax,%0\n\t"        //将返回值赋给flag
                :"=m"(flag)                //输出变量flag
                :"d"(ch),"D"(mode)        //输入变量ch与mode
                );
        if(flag==0)            //flag=0则创建成功，否则失败
            printf("succeed");
        else
            printf("error");
        return 0;
    }

    int main()
    {
        PrintMenuOS();
        SetPrompt("MenuOS>>");
        MenuConfig("version","XXX V1.0(Menu program v1.0 inside)",NULL);
        MenuConfig("quit","Quit from XXX",Quit);
    MenuConfig("mkdir","Make up a new director",Mkdir);
        MenuConfig("Mkdirasm","Make up a new director by asm",MkdirAsm);
        ExecuteMenu();
      }

• make rootfs即可完成功能的添加

gdb单步调试系统调用mkdir

• 设置断点：
  

• 在MenuOS界面输入mkdir，则发现停在了system_mkdir该函数处：
  

• 进行单步调试，发现其步骤大约为读取pathname（所需要创建文件夹的名称），配置权限，完成创建：
  

• 同理输入命令mkdirasm，完成单步调试，与mkdir一样的结果（因为都是调用系统调用mkdir）

• 输入c，将程序进行完，则出现最终结果：
  

system_call到iret的步骤

• 代码如下：
  .macro INTERRUPT_RETURN ; 中断返回
  iret
  .endm
  .macro SAVE_ALL ; 保护现场
  ...
  .macro RESTORE_INT_REGS
  ...
  .endm

    ENTRY(system_call)
        SAVE_ALL
    syscall_call:
        call *sys_call_table(,%eax,4)
        movl %eax, PT_EAX(%esp)  ; store the return value
    syscall exit:
        testl $_TIF_ALLWORK_MASK, %ecx # current->work
        jne syscall_exit_work
    restore_all:
        RESTORE_INT_REGS
    irq_return:
        INTERRUPT_RETURN      ; 到这里就算执行完了
    ENDPROC(system_call)
  
    syscall_exit_work:
        testl  $_TIF_WORK_SYSCALL_EXIT, %ecx
        jz work_pending
    END(syscall_exit_work)
  
    work_pending:
        testb $_TIF_NEED_RESCHED, %cl
        jz work_notifysig
    work_resched:
        call schedule
        jz restore_all
    work_notifysig:
        ...                  ; deal with pending signals
    END(work_pending)
  

• 流程图如下：
  

• SAVE_ALL宏可以在栈中保存中断处理程序可能会使用的所有CPU寄存器,以此起到保护现场的作用

• 根据sys_call_table查找所需要的中断程序的中断号，从而执行system_call

• 系统调用完成后，则执行iret结束该操作。