MOOC-Linux内核lab4 使用库函数API和C代码中嵌入汇编代码两种方式使用同一个系统调用-优快云博客

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本文详细阐述了系统调用的过程，并以C语言库函数time和getpid为例，深入解读了从用户态到内核态的转变机制及关键步骤，包括中断处理、syscall调用、内核函数调用和状态恢复。同时，通过内嵌代码展示了如何在C语言中调用系统调用，确保读者能够理解系统调用在实际编程中的应用。

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简述系统调用的过程，以C语言库函数time为例。

首先，调用time c语言api。

第二步， api 通过中断处理，调用syscall，完成从用户态到内核态的转变。期间保存寄存器。

第三步，调用sys_time。

第四步，切换回用户态，恢复寄存器的值。

如果CS寄存器最低两位是0，则表示内核态，如果是3，则为用户态。

当进行内核态到用户态以及用户态到内核态的转变时，都会修改这个值。

    time_t tt;
    struct tm *t;

    /*tt = time(NULL);*/
    asm volatile(
	    "mov $0, %%ebx\n\t"
	    "mov $0xd, %%eax\n\t"
	    "int $0x80\n\t"
	    "mov %%eax, %0\n\t"
	    : "=m" (tt)
	    );

    t = localtime(&tt);
    printf("%d %d %d %d %d %d\n", t->tm_year, t->tm_mon, t->tm_mday, t->tm_hour, t->tm_min, t->tm_sec);

这一段内嵌代码调用了13号中断。注意%eax寄存器中存储syscall number，而%ebx中存储变量，最后把返回值赋值给tt。

这段函数和直接调用time(NULL)是得到相同结果。

下面实现一个getpid()的系统调用。

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

void my_sys_getpid()
{
    printf("%s\n", "getpid...");
    long ID;
    asm volatile(
	    "mov $0x14, %%eax\n\t"
	    "int $0x80\n\t"
	    "mov %%eax, %0\n\t"
	    : "=m"(ID)
	    );
    printf("%s %ld\n", "getpid() = ", ID);
}

int main(void)
{
    my_sys_getpid(); /*my syscall*/

    long ID = getpid(); /* C API getpid()*/
    printf("%s %ld\n", "getpid() = ", ID);

    return 0;
}

同样的，在%eax寄存器中存储syscall number，把返回值赋值个给ID。

exit...
getpid() =  16810
getpid() =  16810

通过验证，我的程序是正确的。

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