Linux内核分析（第四周）

Posted 2020-06-23

扒开系统调用的三层皮（上）

一、用户态.内核态.中断

（上周课件有学习到）

1、地址空间是一个显著的标志（是逻辑地址，不是物理地址）

2、CPU每条指令的读取都是通过cs:eip这两个寄存器；0xc00000000以上的地址空间只能用内核态访问

3、中断处理是从用户态进入内核态的主要方式（系统调用是特殊的中断）

4、保护用户态的寄存器上下文（用户栈顶地址、当时的状态字、当时cs:eip的值）

5、中断第一步：保存现场（push） 最后一步：恢复现场（pop）

二、系统调用概述

1、系统调用的意义

　　1.操作系统为用户态进程与硬件设备进行交互提供了一组接口——系统调用：把用户从底层的硬件编程中释放出来；极大的提高了系统的安全性；使用户程序具有可移植性

　　2.API和系统调用

　　　　应用编程接口（API）和系统调用是不同的：API只是一个函数定义，而系统调用会通过软中断向内核发出一个明确的请求

　　3.Libc库定义的一些API引用了封装例程，唯一的目的就是发布系统

　　　　一般每个系统调用对应一个封装例程

　　　　库再用这些封装例程定义出用户的API

　　　　*不是每个API都对应一个特定的系统调用（API可能直接提供用户态的服务）；也可能调用几个系统调用；不同的API可能调用同一个系统调用

　　　　*返回值：大部分封装例程返回一个整数（其含义依赖于相应的系统调用）；-1在多数情况下表示内核不能满足进程的请求；Libc定义的errno变量包含特定的出错码

2、系统调用程序及服务例程

　　1.在linux中通过执行int $0x80来执行系统调用

　　2.传参：进程必须指明需要哪个系统调用，这需要传递一个名为系统调用号的参数（使用eax寄存器）

3、参数传递

　　1.系统调用也需要输入输出参数；

　　2.system_call是linux中所有系统的调用的入口点，每个系统调用至少有一个参数，即为用eax传递的系统调用号

4、系统调用的内核代码

　　1.系统调用分派表（dispatch table）存放在sys_call_table数组

5、系统调用的机制初始化

（了解代码）

6.系统调用的三层皮

　　xyz()

　　system_call()

　　sys_xyz()

7.中断向量0x80与system_call绑定起来；系统调用号将xyz和system_xyz()关联起来

 

三、使用库函数API和C代码嵌入汇编代码

实验：