20135220谈愈敏Blog5_系统调用(下)

系统调用(下)

谈愈敏 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

给MenuOS增加time和time-asm命令

上周是从用户态的观点来理解系统调用,这周从内核态出发研究系统调用,通过跟踪调试,首先把上周的两个命令加到MenuOS中:

rm menu -rf 强制删除原menu文件
git clone http://github.com/mengning/menu.git 从github中克隆

cd menu
make rootfs 运行自动编译脚本,生成根文件系统,启动MenuOS
  • 更新menu代码到最新版
  • 在main函数中增加MenuConfig(一个命令一行,与上面的格式一样)
  • 增加对应的time和time-asm函数(就是上周写的两个函数)
  • make rootfs (rootfs是一个脚本,可以自动生成,编译)

使用gdb跟踪系统调用内核函数sys_time

qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -s -S

gdb
(gdb)file linux-3.18.6/vmlinux      //加载符号表
(gdb)target remote:1234     //连接
b sys_time:在系统调用time的位置设置断点
c:继续执行,停在断点处
n/s:单步运行,s进入函数,n不进入

系统调用在内核代码中的处理过程

需要主要理解的过程:int 0x80触发一个系统调用 ->执行系统调用处理函数system_call ->返回到用户态。

返回到用户态之前有一个进程调度的时机,会跟踪到schedule

回顾:

  • 中断向量int 0x80 ->system_call,初始化时绑定
  • 系统调用号将xyz和中断服务程序sys_xyz关联起来

系统调用机制的初始化

main.c中start_kernel函数:trap_init()

set_system_trap_gate(SYSCALL_VECTOR,&system_call)
SYSCALL_VECTOR:系统调用的中断向量
&system_call:汇编代码入口

一执行int 0x80,系统直接跳转到system_call。

理解system_call到iret之间的主要代码

系统调用返回前可能进行进程调用,里面会发生进程上下文的切换。

从系统调用入口开始:ENTRY(system_call)

SAVE_ALL //保存现场

system_call:
	call *system_call_table(,%eax,4) 
//调用了系统调用处理函数,有系统调用号eax中,是实际的系统调用处理程序。

当前任务syscall_exit_work里面有work_pending里面有
work_notifysig //处理pending信号,不用管
重要的是work_resched:call schedule //决定了进程调度的代码,调用完会跳转到restore_all

restore_all //恢复现场

INTERRUPT_RETURN //irp_return宏,中断处理过程在这结束

实验

rm menu -rf 强制删除原menu文件
git clone http://github.com/mengning/menu.git 从github中克隆

cd menu
make rootfs 运行自动编译脚本,生成根文件系统,启动MenuOS

在test.c中增加上周编写的两个函数:Getpid()和GetpidAsm()

并修改test.c中的main函数,添加两行代码MenuConfig

重新编译运行make rootfs,在MenuOS中输入help,发现有刚才添加的两个系统调用,分别执行getpid、getpid-asm:

插入断点进行调试:

从system_call开始到iret结束的流程图:

总结

本周前两个视频教的大概是实验内容,学会如何给内核添加新的系统调用命令,并用gdb进行跟踪调试,我们自己动手做了实验,具体函数代码上周也写过了。后面几个视频重点是理解system_call到iret之间的主要代码,它的整个流程,笔记和流程图都是它的一个总结。

posted on 2016-03-24 12:17  20135220谈愈敏  阅读(195)  评论(0编辑  收藏  举报