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Linux从用户层到内核层系列 - TCP/IP协议栈部分系列11: 再话Linux系统调用

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再话Linux系统调用

对用户程序调用系统API的时候，会发生软中断0X80, 在软中断0X80之后做的工作我们开始分析：

说明：出于对他人知识分享的尊重，需要指明本文中关于寄存器的使用参考了司徒彦南先生于2002年4月8日的文档《简明X86汇编语言教程》

//within file linux-3.9.3/arch/x86/kernel/entry-32.S

ENTRY(system_call)                        //已由用户态陷入到内核态中

RING0_INT_FRAME                 

ASM_CLAC

pushl_cfi %eax   

       

//非常核心！保存相关寄存器的值，将来如何恢复之前进程的数据全部由这些寄存器来决定               

SAVE_ALL                        

       // 通常ebp寄存器被高级语言编译器用以建造‘堆栈帧’来保存函数或过程的局部变量

       //

此时可以知道将来返回到那个函数的那个部位

GET_THREAD_INFO(%ebp)               

testl $_TIF_WORK_SYSCALL_ENTRY,TI_flags(%ebp)

jnz syscall_trace_entry

cmpl $(NR_syscalls), %eax

jae syscall_badsys

syscall_call:      

//真正的系统调用！sys_call_table就是之前文章中列出的系统调用表的数组              

call *sys_call_table(,%eax,4)

movl %eax,PT_EAX(%esp)   //保存系统调用的返回值

syscall_exit:

LOCKDEP_SYS_EXIT

DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)  //屏蔽其他系统调用

TRACE_IRQS_OFF

        

//寄存器ecx是通用寄存器,在保护模式中，可以作为内存偏移指针

        //(

此时，DS作为 寄存器或段选择器），此时为返回到系统调用之前做准备

movl TI_flags(%ebp), %ecx    

testl $_TIF_ALLWORK_MASK, %ecx   //TEST 测试.(两操作数作与运算,仅修改标志位,不回送结果).

jne syscall_exit_work

restore_all:

TRACE_IRQS_IRET

restore_all_notrace:

movl PT_EFLAGS(%esp), %eax      

# Warning: PT_OLDSS(%esp) contains the wrong/random values if we

# are returning to the kernel.

# See comments in process.c:copy_thread() for details.

movb PT_OLDSS(%esp), %ah

movb PT_CS(%esp), %al

andl $(X86_EFLAGS_VM | (SEGMENT_TI_MASK << 8) | SEGMENT_RPL_MASK), %eax

cmpl $((SEGMENT_LDT << 8) | USER_RPL), %eax

CFI_REMEMBER_STATE

je ldt_ss                       //返回到用户空间，系统调用返回

restore_nocheck:

RESTORE_REGS 4                  //忽略orig_eax和error_code

irq_return:

INTERRUPT_RETURN

其中比较重要的SAVE_ALL到底保存了哪些重要的寄存器，我们列出代码来欣赏一下：

//within file linux-3.9.3/arch/x86/kernel/entry_32.S

.macro SAVE_ALL

cld

PUSH_GS

pushl_cfi %fs

/*CFI_REL_OFFSET fs, 0;*/

pushl_cfi %es

/*CFI_REL_OFFSET es, 0;*/

pushl_cfi %ds

/*CFI_REL_OFFSET ds, 0;*/

pushl_cfi %eax

CFI_REL_OFFSET eax, 0

pushl_cfi %ebp

CFI_REL_OFFSET ebp, 0

pushl_cfi %edi

CFI_REL_OFFSET edi, 0

pushl_cfi %esi

CFI_REL_OFFSET esi, 0

pushl_cfi %edx

CFI_REL_OFFSET edx, 0

pushl_cfi %ecx

CFI_REL_OFFSET ecx, 0

pushl_cfi %ebx

CFI_REL_OFFSET ebx, 0

movl $(__USER_DS), %edx

movl %edx, %ds

movl %edx, %es

movl $(__KERNEL_PERCPU), %edx

movl %edx, %fs

SET_KERNEL_GS %edx

.endm

已经比较明了的知道了，用户进程发生系统中断之后内核所做的工作了，并且也知道了系统调用中断之后是如何保存的返回值，并正确的返回到用户空间。 Happy coding!

宙飒天下