2020-2021-1 20209327 《Linux内核原理与分析》第五周作业

系统调用的两种使用方式

目录

• 系统调用的两种使用方式
  • 实验准备
  • 使用库函数API的方式利用系统调用
  • 在C代码中嵌入汇编使用系统调用
  • 实验总结

实验准备

首先，在/LinuxKernel/linux-3.18.6/arch/x86/syscalls目录下查看syscall_32.tbl文件，获取系统调用号信息。选择getuid进行此次实验，其系统调用号为24，即0x18：

通过man getuid查看getuid系统调用相关信息，可以看到getuid的功能是返回当前调用进程的真实用户ID：

对getuid的功能及其头文件等信息有了一定了解之后，开始进行正式的实验过程。

使用库函数API的方式利用系统调用

编写getuid.c文件，通过getuid()获取用户ID信息：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
int main()
{
    int usr;
    usr=getuid();
    printf("The user id is %d\n",usr);
    return 0;
}

编译并执行，结果如下：

在C代码中嵌入汇编使用系统调用

修改getuid.c文件，嵌入汇编代码。将系统调用号0x18赋给eax寄存器，执行系统调用后将返回值赋给变量usr：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
int main()
{
    int usr;
    asm volatile(
        "mov $0,%%ebx\n\t"
        "mov $0x18,%%eax\n\t"
        "int $0x80\n\t"
        "mov %%eax,%0\n\t"
        :"=m"(usr)
    );
    printf("The user id is %d\n",usr);
    return 0;
}

编译并执行，结果与前一种方法相同：

实验总结

系统调用的三层皮：API XYZ，中断向量system_call，中断服务程序sys_xyz。系统调用号将xyz和sys_xyz关联起来。

系统调用工作机制：Linux下的系统调用是通过int 0x80实现的，每个系统调用都有相应的系统调用号作为唯一的标识，通过系统调用号进入相应的系统调用，使用软中断进入内核态。中断发生后会保护现场，将用户的当前栈顶地址，当时的状态字和cs:eip的值进行压栈。之后进入由用户态切换到内核态，处理完中断程序后还原现场，返回用户态。