如何在Linux中实现系统调用？

Question

当我在用户模式下调用系统调用时，如何在OS中处理调用？

是否会调用某些可执行的二进制文件或某些标准库？

如果是，完成通话需要什么样的东西？

Answer 1

查看this。

  

从2.5版开始，linux   内核引入了一个新的系统调用   Pentium II +的进入机制   处理器。由于性能问题   在现有的Pentium IV处理器上   软件中断方法，   替代系统呼叫条目   机制是用。实现的   SYSENTER / SYSEXIT说明   可在奔腾II +处理器上使用。   本文探讨了这一新内容   机制。讨论仅限于   x86架构和所有源代码   列表基于linux内核   2.6.15.6。

1. 什么是系统调用？

     

   系统调用提供userland   处理请求服务的方式   来自内核。什么样的   服务？管理的服务   通过操作系统，如存储，   记忆，网络，过程管理   例如，如果用户进程   想要读取文件，它将不得不   进行'打开'和'读'系统调用。   通常不调用系统调用   由进程直接。 C库   提供所有系统的接口   调用

2. 系统调用会发生什么？

     

   运行内核代码段   用户进程的请求。这段代码   在0环中运行（具有当前权限   等级-CPL-0），这是最高的   x86中的权限级别   建筑。所有用户进程都在运行   在第3环（CPL 3）。

        

   因此，要实现系统调用机制，我们需要的是

        

   1）从环3调用ring 0代码的方法。

        

   2）一些内核代码来处理请求。

3. 做旧的好方法

     直到一段时间回来，linux习惯了   在所有x86上实现系统调用   使用软件中断的平台。   要执行系统调用，请执行用户进程   将复制所需的系统呼叫号码   到％eax并将执行'int 0x80'。   这将产生中断0x80和   中断服务程序将是   调用。对于中断0x80，这个   例程是“所有系统调用   处理“例行程序。这个程序会   在环0中执行。此例程为   在文件中定义   /usr/src/linux/arch/i386/kernel/entry.S，   将保存当前状态并调用   适当的系统调用处理程序   关于％eax中的值。

4. 新的闪亮方式

     

   有人发现这个软件   中断方法慢得多   奔腾IV处理器。要解决这个问题   问题，Linus实施了一个   替代系统呼叫机制   利用SYSENTER / SYSEXIT   所有奔腾提供的说明   II +处理器。在走得更远之前   用这种新的做法，让我们来吧   让自己更熟悉   这些说明。

Answer 2

这取决于系统调用的含义。你的意思是C库调用（通过glibc）还是实际的系统调用？ C库调用最终总是使用系统调用。

进行系统调用的旧方法是通过软件中断，即int指令。 Windows有int 0x2e，而Linux有int 0x80。 OS在中断描述符表（IDT）中为0x2e或0x80设置中断处理程序。然后，此处理程序执行系统调用。它将参数从用户模式复制到内核模式（这由特定于操作系统的约定控制）。在Linux上，使用ebx，ecx，edx，esi和edi传递参数。在Windows上，参数从堆栈中复制。然后处理程序执行某种查找（以查找函数的地址）并执行系统调用。系统调用完成后，iret指令返回用户模式。

新方法是sysenter和sysexit。这两条指令基本上可以为您完成所有注册工作。操作系统通过模型特定寄存器（MSR）设置指令。之后，它与使用int几乎相同。

Answer 3

它通过glibc，它在用参数填充寄存器后发出0x80中断。然后内核的中断处理程序在syscall表中查找系统调用并调用相关的sys _ *（）函数。

Answer 4

大大简化了，但是当您尝试访问保留的内存地址时会发生中断。中断将上下文切换到内核模式，并代表用户执行内核代码（实际系统调用）。呼叫完成后，控制权将返回给用户代码。

Answer 5

程序集中的int X转换为系统调用号n Ex read系统调用可以给出一个数字4 在系统启动时，OS构建一个名为中断描述符表（IDT）的指针表，该表具有系统调用的地址列表以及执行它们所需的权限。
当前特权级别（CPL）保存在CS寄存器的一个位中（技术上是x86上的2位）。
这是int指令所遵循的步骤：
•从IDT中获取第n个描述符，其中n是int的参数 •检查％cs中的CPL是否为＆lt; = DPL，其中DPL是描述符中的权限级别。
•如果没有，则用户没有足够的权限执行此操作，并将导致执行int 13指令（一般保护错误），（用户没有足够的权限）
•如果是，则用户代码具有足够的权限进行此系统调用，保存当前执行上下文（寄存器等），因为我们现在切换到内核模式。 这些信息包括寄存器，标志，因为当系统调用被finsihed时，我们希望从我们离开的地方继续执行。 •系统调用的参数保存在内核堆栈中，因为系统调用是在内核模式下执行的。

VSYSCALL（快速系统调用）
每次用户执行系统调用时，Os都会保存机器的当前状态（即寄存器，堆栈指针等）并切换到内核模式以便执行。对于某些系统调用，不必保存所有寄存器。 Ex gettimetime系统调用读取当前时间并且系统调用返回。因此，一些系统调用是通过所谓的vsyscalls实现的。在进行系统调用时，它在用户空间中执行，而不必切换到内核。所以节省了时间 有关vsyscall http://www.trilithium.com/johan/2005/08/linux-gate/的详细信息，请参见此处 在这里Anyone can understand how gettimeofday works?

Answer 6

系统调用由特殊陷阱指令，系统调用号和参数组成。

1. 特殊陷阱指令用于从用户模式切换到 内核模式，具有无限权限。
2. 系统调用号和参数通过寄存器传递。