《Linux内核分析》之分析system_call中断处理过程实验总结

前言

先占个位置，在实验楼做实验，刚做完一半忘了延续时间，结果之前写的代码神马的全没了。让我先去角落哭会，总结明天再写。2015-04-04 今天继续昨天未完工的内容，跟踪到一半发现运行结果有些奇怪，一直s了一段时间后坚持不下去了，finish了一下发现跟踪中出现问题了，最后也不知跟踪到了哪里，算了，还是直接寻找分析system_call中断处理过程吧。2015-04-05 之前代码参考地址：《Linux内核分析》之触发一个系统调用实验总结

代码与分析

跟踪截图

多图预警，由于跟踪失败，感觉仅可做个动过手的见证，但可看性不高，可以略过，具体的看个人了。明天添加干货。2015-04-05 [toggle hide=“yes” title=“跟踪截图” color=""] 从下图开始出现各种神奇的代码最后finish的两张图 [/toggle]

主要代码段

xref: /linux-3.18.6/arch/x86/kernel/entry_32.S的490行起（持续更新中-2014-4-7）

1
# system call handler stub
2
ENTRY(system_call)
3
  RING0_INT_FRAME      # can't unwind into user space anyway
4
  ASM_CLAC
5
  pushl_cfi %eax      # save orig_eax
6
  SAVE_ALL
7
  GET_THREAD_INFO(%ebp)
8
          # system call tracing in operation / emulation
9
  testl $_TIF_WORK_SYSCALL_ENTRY,TI_flags(%ebp)
10
  jnz syscall_trace_entry
11
  cmpl $(NR_syscalls), %eax
12
  jae syscall_badsys
13
syscall_call:
14
  call *sys_call_table(,%eax,4)
15
syscall_after_call:
16
  movl %eax,PT_EAX(%esp)    # store the return value
17
syscall_exit:
18
  LOCKDEP_SYS_EXIT
19
  DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)  # make sure we don't miss an interrupt
20
          # setting need_resched or sigpending
21
          # between sampling and the iret
22
  TRACE_IRQS_OFF
23
  movl TI_flags(%ebp), %ecx
24
  testl $_TIF_ALLWORK_MASK, %ecx  # current->work
25
  jne syscall_exit_work

代码分析

SYSCALL_VECTOR系统调用的终端向量，system_call汇编代码的入口当执行int $0x80时CPU自动跳转到system\_call这个位置来执行系统调用机制一旦在start\_kernel初始化好之后，即在代码中一旦出现int$ 0x80的指令立即跳转到system_call这个位置，其位置在xref: /linux-3.18.6/arch/x86/kernel/entry_32.S的ENTRY(system_call) SAVE_ALL保护现场 call *sys_call_table(,%eax,4) %eax传递系统调用号，此段在本实验中实际执行的是sys_fork() movl %eax,PT_EAX(%esp) 调用完之后保存返回值。退出之前若无syscall_exit_work则restore_all<返回用户态> 反之：进入syscall_exit_work，里面有个进程调度时机。

简略伪代码

部分分析在代码中注释。

1
ENTRY(system_call)
2
  SAVE_ALL
3
syscall_call:
4
  call *sys_call_table(,%eax,4)
5
  movl %eax,PT_EAX(%esp)    # store the return value
6
syscall_exit:
7
  testl $_TIF_ALLWORK_MASK, %ecx  # current->work //检测当前的任务是否需要处理syscall_exit_work
8
  jne syscall_exit_work
9
restore_all:
10
  TRACE_IRQS_IRET
11
irq_return:
12
  INTERRUPT_RETURN  //不需时执行restore_all和irq_return结束
13
ENDPROC(system_call)
14
  //一般需要处理一些，若当前系统接收到一些信号如需要调度时，执行syscall_exit_work
15
syscall_exit_work:
16
  testl $_TIF_WORK_SYSCALL_EXIT, %ecx
17
  jz work_pending //跳转到work_pending
18
END(syscall_exit_work)
19
work_pending:
20
  testb $_TIF_NEED_RESCHED, %cl
21
  jz work_notifysig //处理信号
22
work_resched: //重新调度
23
  call schedule
24
  jz restore_all //调度完成跳转至restore_all（将恢复现场的工作结束掉）返回系统调用
25
work_notifysig:
26
  。。。
27
END(work_pending)

在系统调用返回之前可能发生进程调度（即call schedule），当前进程可能有些信号需要处理（即work_notifysig）小白分析，代码及下面的流程图错误难免，欢迎及时指出。

总结

当一个系统调用发生时，进入内核处理系统调用，内核提供了一些服务,服务结束返回用户态之前可能会发生进程调度，进程调度里面会发生中断上下文的切换和进程上下文的切换。内核可以抽象成是很多种不同的中断处理过程的集合，一些内核线程可当成一般的服务理解。 windCoder原创作品转载请注明出处

参考资料

《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000