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linux内核分析---系统调用实现代码分析

王朝system·作者佚名  2008-05-19
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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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