图说socket与系统调用代码架构

1.引言

正式开始之前，每个人心里都应该有一点逼数，就像下面这张图一样。

系统调用也是函数调用，系统函数也是函数代码。系统函数与普通函数唯一的不同在于，系统函数可以使用cpu体系结构指令集中的特权指令，如启动I/O设备指令、修改某些个特殊寄存器的指令，如程序状态寄存器PSW。既然系统调用也是函数调用，那么就要遵守函数调用的基本法。1.传参 2.调用 3.返回。在汇编代码中，在正式call一个函数之前，需要将相关寄存器的值设置好，然后再修改pc寄存器值指向函数。上图中的eax = 2，就是在准备参数，为中断服务程序提供参数。

中断与系统调用

为什么缺页中断，除0中断，I/O中断不用传参数，凭什么INT 80就要传参数？为了理解这个问题，我们还需要多一点逼数。

 

可以理解INT 80，这个中断处理程序和其他中断处理程序有一些不一样。INT 80这个中断处理程序，要比其他中断处理程序要复杂，作为一个转发中心，它需要更多信息来确定它该调用哪一个系统函数。至于问为什么要这样设计？当然是为了节约宝贵的指令位数，同时易于扩展。若每一个系统调用都要求在自己在中断向量表中有一席之地（共有190多个系统调用），试想为了表示这样的数INT x（x > 256），INT这条指令中的立即数位，是不是要增加呢？同时，系统若增加了新的系统调用，比如在linux随后版本系统中新增的epoll这个系统调用，我们只用修改系统调用表，在表中添上epoll这个表项，就可以方便的通过更改参数，来快捷的调用epoll，而不用从指令上做修改。

2.正题

在认真看完了上面的引言之后，虽然有了逼数明白了大概代码架构逻辑，但我们还有落地，我们仍处于空战状态，空对空打嘴炮的状态。所以要来一段源码，验证是否与上面所写框架一致。

linux-5.0.1/arch/x86/entry/syscalls/syscall_32.tbl，以下列出socket相关的系统调用接口，以及对应的系统调用号和内核的socket接口。

102 i386    socketcall      sys_socketcall          __ia32_compat_sys_socketcall
359 i386    socket          sys_socket          __ia32_sys_socket
360 i386    socketpair      sys_socketpair          __ia32_sys_socketpair
361 i386    bind            sys_bind            __ia32_sys_bind

//sys_socketcall片段
switch (call) {
   case SYS_SOCKET:
       err = __sys_socket(a0, a1, a[2]);
       break;
   case SYS_BIND:
       err = __sys_bind(a0, (struct sockaddr __user *)a1, a[2]);
       break;
   case SYS_CONNECT:
       err = __sys_connect(a0, (struct sockaddr __user *)a1, a[2]);
       break;
   case SYS_LISTEN:
       err = __sys_listen(a0, a1);
       break;
   case SYS_ACCEPT:
       err = __sys_accept4(a0, (struct sockaddr __user *)a1,
                   (int __user *)a[2], 0);
       break;
   case SYS_GETSOCKNAME:
       err =
           __sys_getsockname(a0, (struct sockaddr __user *)a1,
                     (int __user *)a[2]);
       break;
   case SYS_GETPEERNAME:

所以这两段代码在说什么呢。INT 80进入到sys_call这个函数，这个函数实现上是switch，如果在进入sys_call这个函数时，传入102，那么就会跳转到sys_sokcetcall这个函数中去，然后我们在sys_sokcetcall函数中又看到了switch函数。根据你进入到sys_sokcetcall函数所传入的参数，将调用不同的系统函数。
在这里一个有趣的地方是，sys_call函数中，是可以直达sys_bind，sys_socket这类函数的，为什么还要设计一个socketcall函数，来调用？为了让你能够准确理解文字和代码所表述的意思，我又画了张图。

震惊，是谁丧尽天良写出这样的代码架构？居心何在？