分析system_call中断处理过程

Posted 2020-06-29 20135224陈实

分析system_call中断处理过程

“20135224陈实 + 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 “

第一部分：

利用GDB打开系统调用函数并实现跟踪调试

具体步骤：

1 选取上周函数并利用原来的getpid的简单函数来实现本次实验

2 使用gdb跟踪分析使用在sys_time处设置断点并list找到的代码?

3 （注意）进入system_call的时候gdb无法继续跟踪，要提前结束直接quit退出即可

?

第二部分：

分析call对应函数功能（简化）

（注意）通过SAVE_ALL宏完成把所有相关寄存器的内容都保存在堆栈中

以下是各项简化函数的表示意思，依据视频依次是：

GET_THREAD_INFO(%ebp)：将当前信息保存在ebp

testl $_TIF_WORK_SYSCALL_ENTRY,TI_flags(%esp)  jnz syscall_trace_entry：判断是否 trace调用

cmpl $(NR_syscalls), %eax jae syscall_badsys：判断系统调用号是否超出最大值

call *sys_call_table(,%eax,4)：系统调用的数字实际上是一个序列号，表示其在系统的一个数组sys_call_table[]中的位置。

movl %eax,PT_EAX(%esp):保存系统调用的返回值

DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY):屏蔽其他系统调用

movl TI_flags(%esp), %eax:寄存器ecx是通用寄存器,在保护模式中，可以作为内存偏移指针（此时，DS作为 寄存器或段选择器），此时为返回到系统调用之前做准备

testl $_TIF_ALLWORK_MASK, %eax     jne syscall_exit_work :退出系统调用之前,检查是否需要处理信号

RESTORE_REGS 4? :x86架构恢复寄存器代码

INTERRUPT_RETURN即iret: 系统调用是通过软中断指令

INT 0x80 实现的，而这条INT 0x80指令就被封装在C库的函数中。（软中断和我们常说的硬中断不同之处在于，软中断是由指令触发的，而不是由硬件外设引起的。）

INT 0x80 这条指令的执行会让系统跳转到一个预设的内核空间地址，它指向系统调用处理程序，即system_call函数。

 

 

总结

system_call函数是怎么找到具体的系统调用服务例程路径：

通过系统调用号查找系统调用表sys_call_table，软中断指令INT 0x80执行时，系统调用号会被放入 eax 寄存器中，system_call函数可以读取eax寄存器获取，然后将其乘以4，生成偏移地址，然后以sys_call_table为基址，基址加上偏移地址，就可以得到具体的系统调用服务例程的地址了！然后就到了系统调用服务例程了。需要说明的是，系统调用服务例程只会从堆栈里获取参数，所以在system_call执行前，会先将参数存放在寄存器中，system_call执行时会首先将这些寄存器压入堆栈。system_call退出后，用户可以从寄存器中获得（被修改过的）参数。

注意事项：系统调用通过软中断INT 0x80陷入内核，跳转到系统调用处理程序system_call函数，然后执行相应的服务例程。但是由于是代表用户进程，所以这个执行过程并不属于中断上下文，而是进程上下文。因此，系统调用执行过程中，可以访问用户进程的许多信息，可以被其他进程抢占，可以休眠。当系统调用完成后，把控制权交回到发起调用的用户进程前，内核会有一次调度。如果发现有优先级更高的进程或当前进程的时间片用完，那么会选择优先级更高的进程或重新选择进程执行。