在Linux的使用者空間，我們經常會調用系統調用，下面我們跟蹤一下read系統調用，使用的Linux核心版本為Linux2.6.37。不同的Linux版本其中的實現略有不同。在一些應用中我們可以看到下面的一些定義：
#define real_read(fd, buf, count ) (syscall(SYS_read, (fd), (buf), (count)))
|
其實真正調用的還是系統函數syscall(SYS_read)，也就是sys_read()函數中，在Linux2.6.37中的利用幾個宏定義實現。
Linux 系統調用（SCI，system call interface）的實現機制實際上是一個多路匯聚以及分解的過程，該匯聚點就是 0x80 中斷這個進入點（X86 系統結構）。也就是說，所有系統調用都從使用者空間中匯聚到 0x80 中斷點，同時儲存具體的系統調用號。當 0x80 中斷處理常式運行時，將根據系統調用號對不同的系統調用分別處理（調用不同的核心功能處理）。
引起系統調用的兩種途徑
（1）int $0×80 , 老式linux核心版本中引起系統調用的唯一方式
（2）sysenter彙編指令
在Linux核心中使用下面的宏進行系統調用
SYSCALL_DEFINE3(read, unsigned int, fd, char __user *, buf, size_t, count)
{
struct file *file;
ssize_t ret = -EBADF;
int fput_needed;
file = fget_light(fd, &fput_needed);
if (file) {
loff_t pos = file_pos_read(file);
ret = vfs_read(file, buf, count, &pos);
file_pos_write(file, pos);
fput_light(file, fput_needed);
}
return ret;
}
|
其中SYSCALL_DEFINE3的宏定義如下：
#define SYSCALL_DEFINE3(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(3, _##name, __VA_ARGS__)
|
##的意思就是宏中的字元直接替換，
如果name = read，那麼在宏中__NR_##name就替換成了__NR_read了。 __NR_##name是系統調用號，##指的是兩次宏展開．即用實際的系統調用名字代替"name",然後再把__NR_...展開．如name == ioctl，則為__NR_ioctl。
#ifdef CONFIG_FTRACE_SYSCALLS
#define SYSCALL_DEFINEx(x, sname, ...) \
static const char *types_##sname[] = { \
__SC_STR_TDECL##x(__VA_ARGS__) \
}; \
static const char *args_##sname[] = { \
__SC_STR_ADECL##x(__VA_ARGS__) \
}; \
SYSCALL_METADATA(sname, x); \
__SYSCALL_DEFINEx(x, sname, __VA_ARGS__)
#else
#define SYSCALL_DEFINEx(x, sname, ...) \
__SYSCALL_DEFINEx(x, sname, __VA_ARGS__)
#endif
|
不管是否定義CONFIG_FTRACE_SYSCALLS宏，最終都會執行 下面的這個宏定義：
__SYSCALL_DEFINEx(x, sname, __VA_ARGS__)
#ifdef CONFIG_HAVE_SYSCALL_WRAPPERS
#define SYSCALL_DEFINE(name) static inline long SYSC_##name
#define __SYSCALL_DEFINEx(x, name, ...) \
asmlinkage long sys##name(__SC_DECL##x(__VA_ARGS__)); \
static inline long SYSC##name(__SC_DECL##x(__VA_ARGS__)); \
asmlinkage long SyS##name(__SC_LONG##x(__VA_ARGS__)) \
{ \
__SC_TEST##x(__VA_ARGS__); \
return (long) SYSC##name(__SC_CAST##x(__VA_ARGS__)); \
} \
SYSCALL_ALIAS(sys##name, SyS##name); \
static inline long SYSC##name(__SC_DECL##x(__VA_ARGS__))
#else /* CONFIG_HAVE_SYSCALL_WRAPPERS */
#define SYSCALL_DEFINE(name) asmlinkage long sys_##name
#define __SYSCALL_DEFINEx(x, name, ...) \
asmlinkage long sys##name(__SC_DECL##x(__VA_ARGS__))
#endif /* CONFIG_HAVE_SYSCALL_WRAPPERS */
|
最終會調用下面類型的宏定義：
asmlinkage long sys##name(__SC_DECL##x(__VA_ARGS__))
也就是我們前面提到的sys_read（）系統函數。
asmlinkage通知編譯器僅從棧中提取該函數的參數。所有的系統調用都需要這個限定詞！這和我們上一篇文章quagga中提到的宏定義，有異曲同工之妙。
也就是宏定義中的下面代碼：
struct file *file;
ssize_t ret = -EBADF;
int fput_needed;
file = fget_light(fd, &fput_needed);
if (file) {
loff_t pos = file_pos_read(file);
ret = vfs_read(file, buf, count, &pos);
file_pos_write(file, pos);
fput_light(file, fput_needed);
}
return ret;
|
代碼解析：
- fget_light() ：根據 fd 指定的索引，從當前進程描述符中取出相應的 file 對象（見圖3）。
- 如果沒找到指定的 file 對象，則返回錯誤
- 如果找到了指定的 file 對象：
- 調用 file_pos_read() 函數取出此次讀寫檔案的當前位置。
- 調用 vfs_read() 執行檔案讀取操作，而這個函數最終調用 file->f_op.read() 指向的函數，代碼如下：
if (file->f_op->read)
ret = file->f_op->read(file, buf, count, pos);
- 調用 file_pos_write() 更新檔案的當前讀寫位置。
- 調用 fput_light() 更新檔案的引用計數。
- 最後返回讀取資料的位元組數。
到此，虛擬檔案系統層所做的處理就完成了，控制權交給了 ext2 檔案系統層。
http://blogold.chinaunix.net/u3/104447/showart_2527011.html
