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  • linux0.11系统调用的执行过程是怎样的? (1) 答:当执行系统调用函数时,系统调用函数会执行int 0x80中断命令,同时将系统调用号放入eax寄存器中,并将要传递给系统参数放入ebx,ecx,edx中。中断处理程序会执行...

      linux0.11系统调用的执行过程是怎样的?

    (1)    答:当执行系统调用函数时,系统调用函数会执行int 0x80中断命令,同时将系统调用号放入eax寄存器中,并将要传递给系统的参数放入ebxecxedx中。中断处理程序会执行system_call()函数。

    (2)    system_call()函数首先保存原段寄存器,在将调用参数压入栈中。然后将ds(在保护模式下,ds装的是段选择符)es指向内核数据段,cs段会在中断产生时由中断门的段选择符赋值为内核代码段,并将原段选择符保存到栈中。然后调用对应的功能函数。当从功能函数返回时,内核会查看当前任务运行状态,如果不在就绪态就去执行调度程序。如果在就绪态,但其时间片用完,则也去执行调度程序。当任务继续执行时则继续对信号进行处理,然后退回到系统调用函数。

    代码大概如下

    #### int 0x80 --linux 系统调用入口点(调用中断int 0x80eax 中是调用号)
    .align 2
    _system_call:
    cmpl $nr_system_calls-1,%eax #
    调用号如果超出范围的话就在eax 中置-1 并退出。
    ja bad_sys_call
    5.5 system_call.s
    程序
    push %ds #
    保存原段寄存器值。
    push %es
    push %fs
    pushl %edx # ebx,ecx,edx
    中放着系统调用相应的C 语言函数的调用参数。
    pushl %ecx # push %ebx,%ecx,%edx as parameters
    pushl %ebx # to the system call
    movl $0x10,%edx # set up ds,es to kernel space
    mov %dx,%ds # ds,es
    指向内核数据段(全局描述符表中数据段描述符)
    mov %dx,%es
    movl $0x17,%edx # fs points to local data space
    mov %dx,%fs # fs
    指向局部数据段(局部描述符表中数据段描述符)
    #
    下面这句操作数的含义是:调用地址 = _sys_call_table + %eax * 4。参见列表后的说明。
    #
    对应的C 程序中的sys_call_table include/linux/sys.h 中,其中定义了一个包括72
    #
    系统调用C 处理函数的地址数组表。
    call _sys_call_table(,%eax,4)
    pushl %eax #
    把系统调用号入栈。
    movl _current,%eax #
    取当前任务(进程)数据结构地址??eax
    #
    下面97-100 行查看当前任务的运行状态。如果不在就绪状态(state 不等于0)就去执行调度程序。
    #
    如果该任务在就绪状态但counter[??]值等于0,则也去执行调度程序。
    cmpl $0,state(%eax) # state
    jne reschedule
    cmpl $0,counter(%eax) # counter
    je reschedule
    #
    以下这段代码执行从系统调用C 函数返回后,对信号量进行识别处理。
    ret_from_sys_call:

     

    linux0.11 中系统调用中断0x80在哪儿初始化的?

     

    // 设置系统调用中断门。
      set_system_gate (0x80, &system_call);

    #define _set_gate(gate_addr,type,dpl,addr) /
    __asm__ ( "movw %%dx,%%ax/n/t" / //
    将偏移地址低字与选择符组合成描述符低4 字节(eax)
      "movw %0,%%dx/n/t" /  //
    将类型标志字与偏移高字组合成描述符高4 字节(edx)
      "movl %%eax,%1/n/t" /  //
    分别设置门描述符的低4 字节和高4 字节。
    "movl %%edx,%2":
    :"i" ((short) (0x8000 + (dpl << 13) + (type << 8))),
      "o" (*((char *) (gate_addr))),
      "o" (*(4 + (char *) (gate_addr))), "d" ((char *) (addr)), "a" (0x00080000))

     

    #define set_system_gate(n,addr) /
    _set_gate(&idt[n],15,3,addr)
    设置段描述符函数。
    //
    参数:gate_addr -描述符地址;type -描述符中类型域值;dpl -描述符特权层值;
    // base -
    段的基地址;limit - 段限长。(参见段描述符的格式)

    转载于http://blog.chinaunix.net/u3/93809/showart_1890613.html

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  • 简介:解释单任务计算机(不考虑中断)函数调用堆栈机制,并在此基础上讨论分析多任务计算机是怎样工作 实验过程: 从c源代码到运行可执行程序一般要经过以下几个阶段: 预处理->编译->汇编->链接 源...

    简介:解释单任务计算机(不考虑中断)的函数调用堆栈机制,并在此基础上讨论分析多任务计算机是怎样工作的

    实验过程:

    从c源代码到运行可执行程序一般要经过以下几个阶段:

    预处理->编译->汇编->链接

    源程序:example.c 

    int g(int x){
        return x+3;
    }
    
    int f(int x){
        return g(x);
    }
    
    int main(void){
        return f(8)+1;
    }

     1.预处理:将c源文件预处理生成example.cpp文件

     2.编译:将预处理好的example.cpp文件编译生成example.s汇编代码 

    3.汇编:将汇编代码example.s文件编译为目标文件example.o

    4.链接:将目标文件example.o与所需的所有附加的目标文件连接起来,生成可执行文件example(本实验未包含静态和动态链接库这样的附加的目标文件)

     实验分析:

    查看example.s文件,分析main()函数的执行过程:

      伪代码:

    g:
    .LFB0:    
        pushl    %ebp    
        movl    %esp, %ebp    
        movl    8(%ebp), %eax
        addl    $3, %eax
        popl    %ebp    
        ret
    
    f:
    .LFB1:    
        pushl    %ebp    
        movl    %esp, %ebp
        subl    $4, %esp
        movl    8(%ebp), %eax
        movl    %eax, (%esp)
        call    g
        leave    
        ret
    
    
    main:
    .LFB2:    
        pushl    %ebp    
        movl    %esp, %ebp    
        subl    $4, %esp
        movl    $8, (%esp)
        call    f
        addl    $1, %eax
        leave    
        ret
        

    在main函数段的部分,首先构造堆栈框架

     pushl    %ebp    
     movl    %esp, %ebp 

                            堆栈变化


     接着将要调用的函数参数压栈

    subl    $4, %esp
    movl    $8, (%esp)

            堆栈变化


     然后调用函数f()

    	call	f
    

     

            堆栈的变化    

     

                             程序代码段的变化


    f()函数段部分,类似的构建堆栈

    pushl    %ebp     
    movl
    %esp, %ebp subl $4, %esp

                        堆栈变化


     接着,将参数8存入寄存器eax,并将该值存入esp所指向的内存单元

    movl    8(%ebp), %eax
    movl    %eax, (%esp)

          堆栈变化


    然后调用g()函数

    	call	g
    

         

                堆栈变化                   程序代码段变化


    函数g()部分,类似的构造堆栈,将参数8存储到eax,执行加3运算后在存入eax作为函数的返回值,最后将ebp出栈,返回到f()

    pushl    %ebp    
    movl    %esp, %ebp    
    movl    8(%ebp), %eax
    addl    $3, %eax
    popl %ebp
    ret

    堆栈变化:      构造堆栈                  ebp出栈                  执行ret 弹出地址

      

        程序代码段变化


    返回到f()段后,执行将栈返回并返回main()函数

    leave    
    ret

                

    堆栈变化: 执行leave后            执行ret后                    程序代码段变化


     回到main()函数段后,执行将eax中的值11执行加1运算后存入eax作为main()函数的返回值,接着将栈返回并退出

          堆栈返回

    实验总结:

      对于单任务计算机,通过eip找到程序代码段顺序执行每一条指令,当遇到控制语句(如跳转指令jmp)以及过程调用(如本实验中的call g)时会改变eip的值,使eip跳转到不同的位置继续顺序的执行程序代码段的每一条指令。不同的函数具有不同的栈空间,当执行有关堆栈操作的指令时(如本实验中的push等),相应函数的堆栈会发生相应的变化。

      对于多任务计算机,通常利用时间片轮转的机制,系统的调度进程转依次调度执行就绪队列中进程。每个进程都有自己独立的进程空间,所以在进程切换时,会首先进行进程上下文切换,接着就如同单任务计算机一样执行当前的进程

     

     

     

      

     

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/wenxuanguan/archive/2013/05/16/3082686.html

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  • 那么,在应用程序内,调用一个系统调用的流程是怎样的呢? 我们以一个假设系统调用 xyz() 为例,介绍一次系统调用的所有环节。 如上图所示,系统调用执行流程如下: 1. 应用程序代码调用 xyz(),该函数是一个...

    内核版本:Linux-4.19

    操作系统通过系统调用为运行于其上的进程提供服务。

    那么,在应用程序内,调用一个系统调用的流程是怎样的呢?

    我们以一个假设的系统调用 xyz() 为例,介绍一次系统调用的所有环节。

    1319058-20190221172801798-31885987.jpg

    如上图所示,系统调用执行的流程如下:

    1. 应用程序代码调用 xyz(),该函数是一个包装系统调用的库函数;
    2. 库函数 xyz() 负责准备向内核传递的参数,并触发软中断以切换到内核;
    3. CPU 被软中断打断后,执行中断处理函数,即系统调用处理函数(system_call);
    4. 系统调用处理函数调用系统调用服务例程(sys_xyz ),真正开始处理该系统调用。

    系统调用的实现来自于Glibc,几乎所有 C 程序都要调用 Glibc 的动态链接库 libc.so 中的库函数。这些库函数的源码是不可见的,可通过 objdump 或 gdb 等工具对代码进行汇编反编译,摸清大体的过程。

    我们可不必太过纠结,知道原理就好。

    下面继续分析在内核中的实现过程。

    Pure EABI user space always put syscall number into scno (r7).

    当从用户态转为内核态时,系统会将 syscall number 存储在寄存器 R7 中,利用 R7 来传参。

    在 entry-header.S 文件中,有如下代码:

    scno    .req    r7      @ syscall number
    tbl .req    r8      @ syscall table pointer
    why .req    r8      @ Linux syscall (!= 0)
    tsk .req    r9      @ current thread_info

    类似于给寄存器起了个“别名”。

    最后通过

    invoke_syscall tbl, scno, r10, __ret_fast_syscall

    代码成功调用 syscall table 中的服务程序。

    invoke_syscall 定义如下:

        .macro  invoke_syscall, table, nr, tmp, ret, reload=0
    #ifdef CONFIG_CPU_SPECTRE
        mov \tmp, \nr
        cmp \tmp, #NR_syscalls      @ check upper syscall limit
        movcs   \tmp, #0
        csdb
        badr    lr, \ret            @ return address
        .if \reload
        add r1, sp, #S_R0 + S_OFF       @ pointer to regs
        ldmccia r1, {r0 - r6}           @ reload r0-r6
        stmccia sp, {r4, r5}            @ update stack arguments
        .endif
        ldrcc   pc, [\table, \tmp, lsl #2]  @ call sys_* routine
    #else
        cmp \nr, #NR_syscalls       @ check upper syscall limit
        badr    lr, \ret            @ return address
        .if \reload
        add r1, sp, #S_R0 + S_OFF       @ pointer to regs
        ldmccia r1, {r0 - r6}           @ reload r0-r6
        stmccia sp, {r4, r5}            @ update stack arguments
        .endif
        ldrcc   pc, [\table, \nr, lsl #2]   @ call sys_* routine
    #endif
        .endm

    回看

    invoke_syscall tbl, scno, r10, __ret_fast_syscall

    这段代码。tbl 是指向的何处呢?

    接下来,就简单的介绍一下 syscall table 这个表是怎样形成的。

    查看代码我们发现,tbl 表示 sys_call_table 的地址:

    adr tbl, sys_call_table @ load syscall table pointer

    entry-common.S 中有这样一段代码:

        syscall_table_start sys_call_table
        
    #define COMPAT(nr, native, compat) syscall nr, native
    #ifdef CONFIG_AEABI
    #include <calls-eabi.S>
    #else
    #include <calls-oabi.S>
    #endif
    #undef COMPAT
    
        syscall_table_end sys_call_table

    calls-eabi.S 文件内容如下:

    NATIVE(0, sys_restart_syscall)
    NATIVE(1, sys_exit)
    NATIVE(2, sys_fork)
    NATIVE(3, sys_read)
    NATIVE(4, sys_write)
    NATIVE(5, sys_open)
    NATIVE(6, sys_close)
    NATIVE(8, sys_creat)
    NATIVE(9, sys_link)
    NATIVE(10, sys_unlink)
    NATIVE(11, sys_execve)
    NATIVE(12, sys_chdir)
    NATIVE(14, sys_mknod)
    NATIVE(15, sys_chmod)
    NATIVE(16, sys_lchown16)
    NATIVE(19, sys_lseek)
    NATIVE(20, sys_getpid)
        ...

    以上代码中宏的定义如下:

        /* 定义 sys_call_table,并将 __sys_nr 清 0 */
        .macro  syscall_table_start, sym
        .equ    __sys_nr, 0
        .type   \sym, #object
    ENTRY(\sym)
        .endm
    
        /* 检查序号错误,并利用 sys_ni_syscall 填充缺少的序号 */
        .macro  syscall, nr, func
        .ifgt   __sys_nr - \nr
        .error  "Duplicated/unorded system call entry"
        .endif
        .rept   \nr - __sys_nr
        .long   sys_ni_syscall
        .endr
        .long   \func
        .equ    __sys_nr, \nr + 1
        .endm
    
        /* 检查序号是否超过了 __NR_syscalls,如果不足的话,用 sys_ni_syscall 来填充 */
        .macro  syscall_table_end, sym
        .ifgt   __sys_nr - __NR_syscalls
        .error  "System call table too big"
        .endif
        .rept   __NR_syscalls - __sys_nr
        .long   sys_ni_syscall
        .endr
        .size   \sym, . - \sym
        .endm
    
        /* NATIVE 宏定义 */
    #define NATIVE(nr, func) syscall nr, func

    到这里应该分析完了系统调用的大概过程,感谢大家花费宝贵的时间浏览,如果有什么问题欢迎探讨,后期会进行修改和补充!

    部分参考于:www.cnblogs.com/fasionchan/p/9431784.html

    转载于:https://www.cnblogs.com/GyForever1004/p/10414013.html

    展开全文
  • 那么,在应用程序内,调用一个系统调用的流程是怎样的呢?我们以一个假设系统调用 xyz() 为例,介绍一次系统调用的所有环节。如上图所示,系统调用执行流程如下:1. 应用程序代码调用 xyz(),该函数是一个包装...

    内核版本:Linux-4.19

    操作系统通过系统调用为运行于其上的进程提供服务。

    那么,在应用程序内,调用一个系统调用的流程是怎样的呢?

    我们以一个假设的系统调用 xyz() 为例,介绍一次系统调用的所有环节。

    如上图所示,系统调用执行的流程如下:

    1. 应用程序代码调用 xyz(),该函数是一个包装系统调用的库函数;

    2. 库函数 xyz() 负责准备向内核传递的参数,并触发软中断以切换到内核;

    3. CPU 被软中断打断后,执行中断处理函数,即系统调用处理函数(system_call);

    4. 系统调用处理函数调用系统调用服务例程(sys_xyz ),真正开始处理该系统调用。

    系统调用的实现来自于Glibc,几乎所有 C 程序都要调用 Glibc 的动态链接库 libc.so 中的库函数。这些库函数的源码是不可见的,可通过 objdump 或 gdb 等工具对代码进行汇编反编译,摸清大体的过程。

    我们可不必太过纠结,知道原理就好。

    下面继续分析在内核中的实现过程。

    Pure EABI user space always put syscall number into scno (r7).

    当从用户态转为内核态时,系统会将 syscall number 存储在寄存器 R7 中,利用 R7 来传参。

    在 entry-header.S 文件中,有如下代码:

    scno .req r7 @ syscall number

    tbl .req r8 @ syscall table pointer

    why .req r8 @ Linux syscall (!= 0)

    tsk .req r9 @ current thread_info

    类似于给寄存器起了个“别名”。

    最后通过

    invoke_syscall tbl, scno, r10, __ret_fast_syscall

    代码成功调用 syscall table 中的服务程序。

    invoke_syscall 定义如下:

    .macro invoke_syscall, table, nr, tmp, ret, reload=0

    #ifdef CONFIG_CPU_SPECTRE

    mov \tmp, \nr

    cmp \tmp, #NR_syscalls @ check upper syscall limit

    movcs \tmp, #0

    csdb

    badr lr, \ret @ return address

    .if \reload

    add r1, sp, #S_R0 + S_OFF @ pointer to regs

    ldmccia r1, {r0 - r6} @ reload r0-r6

    stmccia sp, {r4, r5} @ update stack arguments

    .endif

    ldrcc pc, [\table, \tmp, lsl #2] @ call sys_* routine

    #else

    cmp \nr, #NR_syscalls @ check upper syscall limit

    badr lr, \ret @ return address

    .if \reload

    add r1, sp, #S_R0 + S_OFF @ pointer to regs

    ldmccia r1, {r0 - r6} @ reload r0-r6

    stmccia sp, {r4, r5} @ update stack arguments

    .endif

    ldrcc pc, [\table, \nr, lsl #2] @ call sys_* routine

    #endif

    .endm

    回看

    invoke_syscall tbl, scno, r10, __ret_fast_syscall

    这段代码。tbl 是指向的何处呢?

    接下来,就简单的介绍一下 syscall table 这个表是怎样形成的。

    查看代码我们发现,tbl 表示 sys_call_table 的地址:

    adr tbl, sys_call_table @ load syscall table pointer

    entry-common.S 中有这样一段代码:

    syscall_table_start sys_call_table

    #define COMPAT(nr, native, compat) syscall nr, native

    #ifdef CONFIG_AEABI

    #include

    #else

    #include

    #endif

    #undef COMPAT

    syscall_table_end sys_call_table

    calls-eabi.S 文件内容如下:

    NATIVE(0, sys_restart_syscall)

    NATIVE(1, sys_exit)

    NATIVE(2, sys_fork)

    NATIVE(3, sys_read)

    NATIVE(4, sys_write)

    NATIVE(5, sys_open)

    NATIVE(6, sys_close)

    NATIVE(8, sys_creat)

    NATIVE(9, sys_link)

    NATIVE(10, sys_unlink)

    NATIVE(11, sys_execve)

    NATIVE(12, sys_chdir)

    NATIVE(14, sys_mknod)

    NATIVE(15, sys_chmod)

    NATIVE(16, sys_lchown16)

    NATIVE(19, sys_lseek)

    NATIVE(20, sys_getpid)

    ...

    以上代码中宏的定义如下:

    /* 定义 sys_call_table,并将 __sys_nr 清 0 */

    .macro syscall_table_start, sym

    .equ __sys_nr, 0

    .type \sym, #object

    ENTRY(\sym)

    .endm

    /* 检查序号错误,并利用 sys_ni_syscall 填充缺少的序号 */

    .macro syscall, nr, func

    .ifgt __sys_nr - \nr

    .error "Duplicated/unorded system call entry"

    .endif

    .rept \nr - __sys_nr

    .long sys_ni_syscall

    .endr

    .long \func

    .equ __sys_nr, \nr + 1

    .endm

    /* 检查序号是否超过了 __NR_syscalls,如果不足的话,用 sys_ni_syscall 来填充 */

    .macro syscall_table_end, sym

    .ifgt __sys_nr - __NR_syscalls

    .error "System call table too big"

    .endif

    .rept __NR_syscalls - __sys_nr

    .long sys_ni_syscall

    .endr

    .size \sym, . - \sym

    .endm

    /* NATIVE 宏定义 */

    #define NATIVE(nr, func) syscall nr, func

    到这里应该分析完了系统调用的大概过程,感谢大家花费宝贵的时间浏览,如果有什么问题欢迎探讨,后期会进行修改和补充!

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  • 你必须知道495个C语言问题

    千次下载 热门讨论 2015-05-08 11:09:25
    是怎样工作?这样是合法和可移植吗? 2.8 我听说结构可以赋给变量也可以对函数传入和传出。为什么K&R1却明确说明不能这样做? 2.9 为什么不能用内建==和!=操作符比较结构? 2.10结构传递和返回是如何...
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  • 是怎样工作?这样是合法和可移植吗? 23  2.8 我听说结构可以赋给变量也可以对函数传入和传出。为什么K&R1却明确说明不能这样做? 25 2.9 为什么不能用内建==和!=操作符比较结构? 26 2.10 结构传递...
  • 《你必须知道495个C语言问题》

    热门讨论 2010-03-20 16:41:18
    是怎样工作?这样是合法和可移植吗? 23  2.8 我听说结构可以赋给变量也可以对函数传入和传出。为什么K&R1却明确说明不能这样做? 25 2.9 为什么不能用内建==和!=操作符比较结构? 26 2.10 结构传递...
  • 是怎样工作?这样是合法和可移植吗? 52 2.8 我听说结构可以赋给变量也可以对函数传入和传出。为什么K&R1;却明确说明不能这样做? 54 2.9 为什么不能用内建==和!=操作符比较结构? 55 2.10 结构传递和...
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  • 简单延时程序、子程序调用、、流水灯同时蜂鸣器响、如何驱动蜂鸣器,及如何驱动继电器,集电极开路概念及应用。 第四课 数码管显示原理,数码管静态显示 共阳、共阴数码管显示原理、带参数子程序设计。 第...
  • 你必须知道495个C语言问题(PDF)

    热门讨论 2009-09-15 10:25:47
    下面这样的调用f(&5); 似乎不行。. 18 4.7 C 有“按引用传递” 吗? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 4.8 我看到了用指针调用函数的不同语法形式。到底怎么回事? . . . 19 4.9 我怎样把一个int ...
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  • 是怎样工作?这样是合法和可移植吗?  2.8 我听说结构可以赋给变量也可以对函数传入和传出。为什么K&R1却明确说明不能这样做?  2.9 为什么不能用内建==和!=操作符比较结构?  2.10 结构传递和返回是...
  • 是怎样工作?这样是合法和可移植吗? 2.8 我听说结构可以赋给变量也可以对函数传入和传出。为什么K&R1却明确说明不能这样做? 2.9 为什么不能用内建==和!=操作符比较结构? 2.10 结构传递和返回是如何实现...
  • 7.26 free()函数是怎样知道要释放内存块大小? 7.27 可以对void指针进行算术运算吗? 7.28 怎样打印一个地址? 第8章 函数 8.1 什么时候说明函数? 8.2 为什么要说明函数原型? 8.3 一个函数可以...
  • C语言编程要点

    2017-09-18 00:10:37
    7.26. free()函数是怎样知道要释放内存块大小? 126 7.27. 可以对void指针进行算术运算吗? 127 7.28. 怎样打印一个地址? 127 第8章 函 数 127 8.1. 什么时候说明函数? 128 8.2. 为什么要说明函数原型? 129 8.3....
  • 下面这样的调用 f(&5); 似乎不行。 o 5.7 C 有 ``按引用传递" 吗? o 5.8 我看到了用指针调用函数的不同语法形式。到底怎么回事? o 5.9 我怎样把一个 int 变量转换为 char * 型?我试了类型转换, 但是不行。 ...
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  • 这样体会和经验非常重要,这样我们才能真正体会到汇编语言作用,并且看到没有操作系统计算机系统是怎样的.这为以后操作系统学习打下了一个重要基础. (3)着重讲解重要指令和关键概念 本书所有内容都...

空空如也

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中断程序的调用过程是怎样