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《Linux內(nèi)核分析方法談(下2).doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、方法之四：以功能為中心，各個擊破 從功能上看，整個Linux系統(tǒng)可看作有一下幾個部分組成：進程管理機制部分；內(nèi)存管理機制部分；文件系統(tǒng)部分；硬件驅(qū)動部分；系統(tǒng)調(diào)用部分等； 以功能為中心、各個擊破，就是指從這五個功能入手，通過源碼分析，找出Linux是怎樣實現(xiàn)這些功能的。 在這五個功能部件中，系統(tǒng)調(diào)用是用戶程序或操作調(diào)用核心所提供的功能的接口；也是分析Linux內(nèi)核源碼幾個很好的入口點之一。對于那些在dos或Uinx、Linux下有過C編程經(jīng)驗的高手尤其如此。又由于系統(tǒng)調(diào)用相對其它功能而言，較為簡單，所以，我就以它為例，希望通過對系統(tǒng)調(diào)用的分析，
2、能使讀者體會到這一方法。 與系統(tǒng)調(diào)用相關的內(nèi)容主要有：系統(tǒng)調(diào)用總控程序，系統(tǒng)調(diào)用向量表sys_call_table，以及各系統(tǒng)調(diào)用服務程序。下面將對此一一介紹：保護模式下的初始化過程中，設置并初始化idt,共256個入口，服務程序均為ignore_int,該服務程序僅打印“Unknowninterruptn”。（源碼參見/Arch/i386/KERNEL/head.S文件；相關內(nèi)容可參見保護模式下的初始化部分）在系統(tǒng)初始化完成后運行的第一個內(nèi)核程序start_kernel中，通過調(diào)用trap_init函數(shù)，把各自陷和中斷服務程序的入口地址設置到id
3、t表中；同時，此函數(shù)還通過調(diào)用函數(shù)set_system_gate把系統(tǒng)調(diào)用總控程序的入口地址掛在中斷0x80上。其中：start_kernel的原型為void__initstart_kernel(void),其源碼在文件init/main.c中；trap_init函數(shù)的原型為void__inittrap_init(void)，定義在arch/i386/kernel/traps.c中函數(shù)set_system_gate同樣定義在arch/i386/kernel/traps.c中，調(diào)用原型為set_system_gate(SYSCALL_VECTOR,&s
4、ystem_call)；其中，SYSCALL_VECTOR是定義在linux/arch/i386/kernel/irq.h中的一個常量0x80；而system_call即為系統(tǒng)調(diào)用總控程序的入口地址；中斷總控程序用匯編語言定義在arch/i386/kernel/entry.S中。（其它相關內(nèi)容可參見中斷和中斷處理部分）系統(tǒng)調(diào)用向量表sys_call_table,是一個含有NR_syscalls=256個單元的數(shù)組。它的每個單元存放著一個系統(tǒng)調(diào)用服務程序的入口地址。該數(shù)組定義在/arch/i386/kernel/entry.S中；而NR_syscall
5、s則是一個等于256的宏，定義在include/linux/sys.h中。各系統(tǒng)調(diào)用服務程序則分別定義在各個模塊的相應文件中；例如asmlinkageintsys_time(int*tloc)就定義在kerneltime.c中；另外，在kernelsys.c中也有不少服務程序；II、系統(tǒng)調(diào)用過程 ∥頤侵潰低車饔檬怯沒С絳蚧蠆僮韉饔煤誦乃峁┑墓δ艿慕涌?；所翼嵉蛙圁用的过硣@褪譴佑沒С絳虻較低襯諍?，染忬又回到記]С絳虻墓蹋輝贚inux中，此過程大體過程可描述如下： 系統(tǒng)調(diào)用過程示意圖： 整個系統(tǒng)調(diào)用進入過程客表示如下：用戶程序系統(tǒng)調(diào)用總控程序
6、(system_call)各個服務程序 可見，系統(tǒng)調(diào)用的進入課分為“用戶程序系統(tǒng)調(diào)用總控程序”和“系統(tǒng)調(diào)用總控程序各個服務程序”兩部分；下邊將分別對這兩個部分進行詳細說明:“用戶程序系統(tǒng)調(diào)用總控程序”的實現(xiàn)：在前面已經(jīng)說過，Linux的系統(tǒng)調(diào)用使用第0x80號中斷向量項作為總的入口，也即，系統(tǒng)調(diào)用總控程序的入口地址system_call就掛在中斷0x80上。也就是說，只要用戶程序執(zhí)行0x80中斷(int0x80)，就可實現(xiàn)“用戶程序系統(tǒng)調(diào)用總控程序”的進入；事實上，在Linux中，也是這么做的。只是0x80中斷的執(zhí)行語句int0x80被封裝在標準C
7、庫中，用戶程序只需用標準系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)就可以了，而不需要在用戶程序中直接寫0x80中斷的執(zhí)行語句int0x80。至于中斷的進入的詳細過程可參見前面的“中斷和中斷處理”部分?！跋到y(tǒng)調(diào)用總控程序各個服務程序”的實現(xiàn)：在系統(tǒng)調(diào)用總控程序中通過語句“call*SYMBOL_NAME(sys_call_table)(,%eax,4)”來調(diào)用各個服務程序（SYMBOL_NAME是定義在/include/linux/linkage.h中的宏：#defineSYMBOL_NAME_LABEL(X)X），可以忽略）。當系統(tǒng)調(diào)用總控程序執(zhí)行到此語句時，eax中的內(nèi)容即是相
8、應系統(tǒng)調(diào)用的編號,此編號即為相應服務程序在系統(tǒng)調(diào)用向量表sys_call_table中的編號（關于系統(tǒng)調(diào)用的
