socket函数到系统调用的过程

linux应用程序使用的C运行库是GNU的glibc，读者可以从GNU的官方网站下载该库的源码文件，也可以从Linux 的发布网站www.kernel.org 下载，本书例子中使用的glibc版本是2.3.6

服务器程序，客户端程序调用的库函数均可在glibc源码中找到。例如，服务器程序调用的socket（）函数，读者就可以打开目录glibc-2.3.6 中的socket.c 文件

#include <errno.h>

#include <sys/socket.h>int __socket(domain, type, protocol)

int domain;

int type;

int protocol;

{

__set_errno(ENOSYS);

return -1;

}

weak_alias(__socket, socket)

stub_warning(socket)

#include <stub-tag.h>

#define weak_alias(name, aliasname) __weak_alias(name, aliasname)

#define _weak_alias(name, aliasname)

extern __typedef(name) aliasname __attribute__ ((weak, alias(#name)))

代码清淡1.2并没有socket()函数声明，取而代之的是使用weak_alia为socket 声明了一个函数别名__socket 因此_socket函数就是库函数socket()

Weak Alias是GCC编译器扩展内容，制定了函数的weak属性，因而，在glibc库中会经常使用weak_alias 指定库函数。 编译glibc时将函数别名 属性保存在weak symbol 中，这种用法可以在其它定义真实的_socket函数，编译器会自动识别哪个是真实定义的。这里_socket()真实定义是用汇编语言实现的，读者可以额打开目录glibc-2.3.6/sys=deps/unix/sysv/linux/i386

ENTRY(__socket)

.....

movl $SYS_ify(socketcall), %eax

movl $P(SOCKOP_, socket), %ebx

lea 4(%esp), %ecx //Address of args is 2nd arg

/**Do the system call trap/

ENTER_KERNEL

//对于使用i286系统内核来说，ENTER_KERNEL 和SYS_ify宏声明如下

#define ENTER_KERNEL int $0x80 系统调用中断

#define SYS_ify(syscall_name);

#define P(a, b) P2(a, b)

#define P2(a, b) a##b

将汇编代码宏替换一下

ENTRY (__socket)

movl $__NR_socketcall, %eax //system call number in %eax

//Use ## so socket is a separate token that might be #defined

movl $SOCKOP_socket, %ebx

lea 4(%esp), %ecx

//do the system call trap

int $0x80

当glibc在linux系统中编译时，__NR_socketcall会从内核include/asm-x86/unistd_32.h 文件中找到它的定义作为系统调用号

#define __NR_socketcall 102

SOCKOP_socket 的定义在glibc-2.3.6/sysdeps/unix/sysv/linux/socketcall.h中

#define SOCKOP _socket

汇编代码将这个宏值作为socke调用号保存到寄存器ebx中，代码 lea 4, (%esp), %ecx是将调用socket时的参数地址保存到寄存器ecx中。

使用寄存器ebx, ecx传值并没有使用堆栈是因为系统调用在内核空间，进入内核空间必然会引起堆栈的切换，这是CPU保护模式的要求，可是寄存器用于传值的数量毕竟有限，因此，对于服务器程序传递3个参数；AF_INET, SOCK_STREAM,0 采取传递指针的形式把指针保存到ecx中，我们后面会看到系统调用要用该指针取得每个参数。

当服务器程序运行后，调用socket()函数就会执行glibc中的上述代码，从而将系统调用号102 保存到寄存器eax中，然后执行int 0x80，这个函数也是用汇编实现的。在linux内核目录arch/x86/kernel/entry_32.S 文件中。

ENTRY(system_call)

syscall_call:

call *sys_call_table(,%eax,4);

代码清淡1.4中省去了中断执行的许多细节以及寄存器传递参数的内容，system_call最终使用汇编call指令执行sys_call_table 系统调用表102处的函数指针，系统调用表sys_call_table在arch/x86/kernel/syscall_table_32.S文件中。

ENTRY(sys_call_table)

long sys_socketcall 102

备注：这里是32位的系统调用，linux下，32

位编译后参数用栈传递的，64位是用6个寄存器，超出用栈。

参数 + 4是因为执行的返回地址，也压栈了，这里要跳过去。