Linux内核分析(第五周)


系统调用的三层皮(下)

一、给MenuOs增加time和time-asm命令

  ls

  rm menu -rf

  git clone xx(克隆新版本)

  cd menu 

  make rootfs(自动编译生成根文件系统)

                      help  

                      version

                      time

                      time asm

   vi time.c(增加了time,tim-asm:0)更新menu代码到最新版;1)在main函数中增加menuconfig;2)增加对应的time函数和timeasm函数)3)make rootfs

 

二、使用gdb跟踪系统调用内核函数   sys_time

  qemu -kernel linux -3,18,6/arch/x86/boot/xxxxxxxxxxxxxx(启动qemu)

  gdb

  file linux -3,18,6/VMlinux    (debug加载)

  target remote:1234(链接  menuOS)

  b start_kernel

  c

  b sys_time

  c

  list(如果单步执行会进入schedule函数)

              s.

              s.

              s.

              return i;

              (sys_time 返回后进入汇编代码处理gdb无法继续跟踪)

              (执行 int 0x80之后执行 system_call对应的代码)

              b system_call  x

              c

 

三、系统调用在内核代码中的处理过程

  1.系统调用在内核代码中的工作机制和初始化

  2.trap_init();简化后便于理解的system_call伪代码

      kernel/entry.32.s

      entry(system_call)

        处理过程

  3.浏览system_call到iret之间的主要代码

      xxxxxxxxx

      save_all

      xxxxxxxxx

      syscall_call;

      call *sys_call_table(,%eax ,4)  (实际调用的系统服务程序)

      xxx

      xxx

      restore_all

 

四、实验

step1.

git clone https://github.com/mengning/menu.git   //克隆新版本的menu

           cd menu       //进入menu文件夹

step2.

进入test.c 添加需要的函数

 

step3.

输入make rootfs    //生存根文件系统并启动

 

 

 step4.

gdb跟踪调试分,别在start_kernel和sys_getpid两个函数的位置设置断点

 

 流程图:

                                                                                         

开始→保存现场(save_all)→系统调用表(call *sys_call_table)→  sys_call_exit→restore_all→iret→结束

                                                                                          ↓                           ↑

                                                                                           sys_exit_work(work_pending

                                                                                                                  working_ restore)

 调用机制的初始化在start_kernel里面的trap_init()函数里进行,这个函数里面包含了sys_call汇编代码的入口,初始化好了之后,一旦执行int 0x80,CPU就会自动跳转到sys_call来执行。

sys_call的相关代码的位置是Linux-3.18.6/arch/x86/kernel/entry_32.s,里面的ENTRY(system_call)为int 0x80后的下一条指令,因其不是一个正常的函数,所以CPU还不能对其进行跟踪。

由代码可知,系统调用的过程大致分为三个阶段:保存现场SAVE_ALL、调用系统调用相对应的处理函数如time、getpid等,call *sys_call_table()、恢复现场RESORE_ALL 最后ire结束,返回用户态。在这个过程中,可能 会用到syscall_exit_work,里面有关于进程调度的函数。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

  

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