4_用户态与核心态-用两种C代码实现Linux的某个系统调用

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

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程序员编程不可能很健壮，会出bug，假如写的程序可以任意控制计算机的资源会很危险，所以产生了OS内核态和

用户态两个概念。我们这周的实验就是关于操作系统的用户态、内核态切换以及中断。

 

先谈几点理解：

1）OS采用系统调用实现用户态进程与I/O进行交互，用户态下调用系统资源须采用系统调用。

2）从用户态进入内核态有2种方式：系统调用（trap陷入）、中断。

3）状态切换时会保存寄存器上下文，如用户态堆栈顶地址、当时的状态字、当时的cs:eip值。

4）system_ call是linux中所有系统调用的入口点，系统调用的参数由eax传递。

实验过程：
下面分别用两种不同的c代码,实现0x20号系统调用getpid来获取当前内核名称。

1.直接调用库函数API

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

void main() {
    pid_t tt;
    tt = getpid();
    printf("%u\n", tt);
 }

2.使用内嵌汇编的c代码

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

void main() {
    pid_t tt;
    asm volatile (
            "movl $0x20, %%eax\n\t"
            "int $0x80\n\t"
            "movl %%eax, %0\n\t"
            :"=m"(tt)
            );
    printf("%u\n", tt);
} 

 

 

分析：
    API函数getpid()中将系统调用封装好，执行int 0x80语句后即进入内核态中的System_call(）。

System_call()中会执行中断服务程序sys_getpid()，中断服务完成后如没有进程间调度，则执行iret返回用户

态继续执行，如有进程间调度，则执行进程间调度。

 

总结：
    通过本周的学习，了解了系统调用与中断的关系，即系统调用的三层皮：xyz( API )、system_call( 中断

向量 )和sys_xyz( 服务程序 )。系统调用是一种特殊的中断，用eax放调用号码，ebx、ecx等放参数，eax放

返回值，int 0x80进入中断处理程序，此时进入内核态。