實驗四 了解系統呼叫

水平有限，學的不深，不對之處，多多指教

本次實驗在實驗樓linux虛擬機器

環境進行。

本次實驗中，我們以20號系統呼叫getpid為例來熟悉系統呼叫過程。該函式的功能為：返回當前程序標識。

4通過編譯執行可以看到實驗結果，這裡得到的當前程序pid為7584。

下面我們用c語言中嵌入彙編**的方式來對getpid函式進行實驗。

**asm-getpid.c為：

1 #include2 #include3

intmain()
4

在使用者態下通過api呼叫getpid()庫函式，產生乙個中斷，第一件事就是儲存現場，即把相應的暫存器的資料等壓棧，當中斷返回恢復現場的時候再講資料都出棧到對應的暫存器。

經過int 0x80陷入核心態 。

再通過system_call處理找到對應的服務例程。 這裡的傳遞了系統呼叫號0x14,即sys_getpid，然後執行相應的核心**。

在asm-getpid.c中，我們把0x14傳給eax暫存器是因為通過eax進行系統呼叫的傳參，表示相應的系統呼叫號。

這裡我們來詳細分析下其中的彙編**：

asm volatile(

「mov $0,%%ebx\n\t」        

//先把初始化pid存到ebx暫存器中

「mov $0x14,%%eax\n\t」

//通過eax暫存器來進行系統引數的傳遞。把eax置為20，表示系統呼叫號為20，對應sys_getpid的中斷向量入口。

「int  $0x80\n\t」

//在linux中執行int $0x80來執行系統呼叫。這裡具體為什麼這樣不太清楚，希望指點下。

「mov %%eax, %0\n\t」

//執行結束後再把eax的值傳給0號引數，即pid

:」=m」 (pid)    

=m表示輸出到pid

執行結束後把系統呼叫返回的當前程序號複製給pid變數。

一些知識點：

1)使用者態和核心態:

當程式執行在3級特權級上時，就可以稱之為執行在使用者態，因為這是最低特權級，是普通的使用者程序執行的特權級，大部分使用者直接面對的程式都是執行在使用者態；反之，當程式執行在級特權級上時，就可以稱之為執行在核心態。

比如上面的**不能直接呼叫sys_getpid()，因為前者工作在使用者態，而sys_getpid()屬於核心態程式。

這時候就需要使用者態和核心態轉換，包括1）系統呼叫2）異常3）外圍裝置的中斷。其中系統呼叫是主動發起，後兩者是被動發起的。

2）系統呼叫的過程，可以先是使用者通過api，產生中斷，然後傳參呼叫不同種類的服務程式。

系統呼叫需要輸入輸出引數，一般通過ebx、ecx等暫存器傳值。當引數個數大於6個時，可以用某個暫存器指向某個記憶體，然後利用那一塊記憶體空間來進行值傳遞。

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四 系統呼叫示例

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