《Linux核心分析》 week5作業-system call中斷處理過程

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 一.使用gdb跟蹤分析一個系統調用核心功能

  1.在test.c檔案中添加time函數與採用c語言內嵌彙編的time函數.具體實現請看.

  2.然後在main函數中添加MenuConfig函數，進行註冊。這樣當Menuos運行起來時，介面就會多出time與time-asm選項。

  3.通過make rootfs命令運行

    

採用gdb調試的過程

•  qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -s -S
•  gdb
•  file linux-3.18.6/vmlinux
•  target remote:1234
•  b start_kernel
•  b sys_time

gdb單步調試命令n，繼續運行c,跳入函數核心s.

 

二.分析system_call代碼的執行過程

  當使用者調用一個系統調用時，系統會自動通過int $0x80進入核心，同時通過中斷向量進入system_call函數.然後開始執行system_call過程。

 

490ENTRY(system_call)491    RING0_INT_FRAME            # can‘t unwind into user space anyway492    ASM_CLAC493    pushl_cfi %eax            # save orig_eax494    SAVE_ALL                        #儲存寄存器上下文環境495    GET_THREAD_INFO(%ebp)           496                    # system call tracing in operation / emulation497    testl $_TIF_WORK_SYSCALL_ENTRY,TI_flags(%ebp)498    jnz syscall_trace_entry499    cmpl $(NR_syscalls), %eax500    jae syscall_badsys501syscall_call:502    call *sys_call_table(,%eax,4)  #通過eax寄存器儲存的具體系統調用號來去system_call表中去執行具體的系統調用503syscall_after_call:504    movl %eax,PT_EAX(%esp)        #系統調用執行完之後用eax儲存傳回值505syscall_exit:506    LOCKDEP_SYS_EXIT507    DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)    # make sure we don‘t miss an interrupt508                    # setting need_resched or sigpending509                    # between sampling and the iret510    TRACE_IRQS_OFF511    movl TI_flags(%ebp), %ecx512    testl $_TIF_ALLWORK_MASK, %ecx    # current->work,判斷當前是否需要繼續執行syscall_exit_word過程513    jne syscall_exit_work    #若需要，則進入syscall_exit_work過程514515restore_all:516    TRACE_IRQS_IRET   #恢複上下文環境 

這段代碼的總體流程就是:

•   儲存當前進程環境(SAVE_ALL)
•   執行具體的系統調用，並儲存傳回值
•   判斷當前是否還需要執行其他的任務(即syscall_exit_work).
•   恢複上下文環境。

 

接下來具體看看syscall_exit_work執行了哪些具體任務

656syscall_exit_work:657    testl $_TIF_WORK_SYSCALL_EXIT, %ecx658    jz work_pending                  #進入work_pending659    TRACE_IRQS_ON660    ENABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)    # could let syscall_trace_leave() call661                    # schedule() instead662    movl %esp, %eax663    call syscall_trace_leave664    jmp resume_userspace665END(syscall_exit_work)

work_pending的主要工作是判斷當前進程是否有訊號或者進程通訊的任務來處理。

593work_pending:594    testb $_TIF_NEED_RESCHED, %cl595    jz work_notifysig   #如果有訊號處理，則進入work_notifysig過程596work_resched:    597    call schedule           #是否需要進行進程調度，如果有進程調度的任務，則進入598    LOCKDEP_SYS_EXIT599    DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)    # make sure we don‘t miss an interrupt600                    # setting need_resched or sigpending601                    # between sampling and the iret602    TRACE_IRQS_OFF603    movl TI_flags(%ebp), %ecx604    andl $_TIF_WORK_MASK, %ecx    # is there any work to be done other605                    # than syscall tracing?606    jz restore_all                #返回進行上下文607    testb $_TIF_NEED_RESCHED, %cl 608    jnz work_resched609

 

 

因此在進程執行完某個系統調用的過程後，在傳回值之前，會檢查是否進程有訊號需要處理和是否有進程調度的任務需要執行。

 

三.實驗總結

 更加進一步地深入學習了在使用者調用一個系統調用時，核心底層的執行過程。 

  

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