2020-2021-1 20209323《Linux内核原理与分析》第六周作业

这个作业属于哪个课程	2020-2021-1 Linux内核原理与分析
这个作业要求在哪里	2020-2021-1Linux内核原理与分析第六周作业
这个作业的目标	给MenuOS添加上周实现的系统调用、使用gdb分析sys_time执行过程、了解系统调用执行过程
作业正文	本博客链接

给MenuOS增加命令

1）强制删除LinuxKernel/目录下的menu文件夹；

2）用git clone重新克隆一个新版本的menu；

3）进入menu文件夹，运行此文件夹下的make rootfs脚本，自动编译并自动生成根文件系统，同时，自动运行MenuOS系统，如下图所示。

命令如下：

rm -rf menu
git clone https://github.com/mengning/menu.git
cd menu
make rootfs

查看menu文件夹下的test.c，发现，除了上一章提及的内容外，还增加了两条命令：

• time，功能：显示系统时间
• time-asm，功能：使用汇编方式显示系统时间

从上述截图中，可以看出在test.c文件中增加系统调用，并将系统调用增加到改进后的MenuOS中，在main()函数中增加了两行代码就可以实现， MenuConfig("time") 和 MenuConfig("time-asm") 。

用 make rootfs 打开menu镜像，操作完成后可以看到MenuOS菜单中新增了两条命令，如下图所示。

使用gdb跟踪系统调用内核函数sys_time

用qemu命令启动内核

cd ../           #返回到LinuxKernel目录中
qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -S -s

 

打开一个新的shell窗口，启动gdb，把3.18.6的内核加载进来，之后连接到 target_remote:1234。这样，就连接到了需要调试的MenuOS。

file linux-3.18.6/vmlinux
target remote:1234

接下来，设置断点， b start_kernel ，按c执行代码，代码会在start_kernel()处停下来。

time系统调用是13号系统调用对应的内核处理函数，即sys_time，在此函数处设置一个断点 b sys_time ，执行代码。

 在QEMU终端中执行time指令，QEMU显示当前时间，但我们发现进程并没有终止，又输入了time-asm指令后，进程终止。可能是因为我们安装的虚拟机中缺少一些包，导致执行time指令时，函数执行到time处便卡在那。

 随后，我查看了linux-3.18.6/kernel/time/time.c文件。因为sys_time是用宏来定义的，所以我们无法直接看见sys_time。

系统调用的内核处理过程

system_call流程示意图如下：

 

总结

　　本周主要学习了Linux内核系统调用的过程，并通过gdb和代码分析了调用过程。一般情况下，在用户态调用time()函数时，实际上调用了系统函数sys_time()，而用户态中有一个系统调用库函数xyz()，里面通过中断向量0x80触发system_call中断服务程序入口这段汇编代码，由用户态切换到内核态。首先通过SAVE_ALL保护现场，然后通过system_call函数中调用分配表找到系统调用内核处理函数指针，调用函数后通过restore_all和INTERRUPT_RETURN(iret)恢复现场并返回系统调用到用户态结束。以上system_call调用为软中断，和其他所有中断类似，可以推广到一般的中断处理过程。