深入理解linux内核读书笔记（第十章）

1. 在执行系统调用时，内核一般返回0表示成功，负数表示失败。用户态的包装函数将内核返回的错误码取负，设置到errno中。

2. 对于没有实现的系统调用，sys_call_table中会存放sys_ni_syscall函数，返回-ENOSYS。

3. 进入系统调用有两种方法：

（1） int 0x80

（2） sysenter

   退出也有两种方式：

        （1） iret

（2） sysexit

4. int 0x80 方式：

         当系统调用结束后，将返回值写入eax所在的内核栈中，之后内核会检查thread_info中的flags，看是否有重新调用等额外的工作要做。最后恢复用户态的寄存器，然后通过

iret返回用户态。

5. sysenter 方式：

       当调用sysenter时，必须填充三个寄存器 （1） SYSENTER_CS_MSR, 内核代码段选择子 （2） SYSENTER_EIP_MSR,内核入口地址 （3）SYSENTER_ESP_MSR, 

       内核栈指针。

6.  内核的堆栈段和数据段是共用的，并且紧挨着内核代码段。 

7. enable_sep_cpu在内核初始化的过程中初始化将__KERNEL_CS写入SYSENTER_CS_MSR寄存器，将sysenter_entry函数的线性地址写入SYSENTER_CS_EIP寄存器，

  将当前cpu TSS的末尾地址写入SYSENTER_CS_ESP中。之后发生系统调用时，切换到内核态后，系统调用处理函数读取esp,然后获取TSS 中esp0的地址，再从esp0中

  读取真正的内核栈地址。

8.为了解决两种调用方式的兼容问题，在内核初始化过程中sysenter_setup函数创建了一个页，叫vsyscall page。里面包含有一个小的ELF共享库。当进程通过execve系统调用 来起动一个elf程序时，vsyscall page中的代码就会动态第链接到进程的地址空间。vsyscall page中的代码会选择最优的方式发起系统调用。

9. vsyscall page 中定义了__kernel_vsyscall和 SYSENTER_RETURN，根据是否支持sysenter来实现该函数。用户态的库发起系统调用时最终会调用__kernel_vsyscall， 退出系统调用时切换回用户态后从SYSENTER_RETURN 开始执行。

10. 系统调用时，参数会先被保存到cpu寄存器中，然后切换到内核态后，从寄存器中复制到内核栈中，供内核的C函数使用。参数不能超过6个，大于6个的话，需要传递栈指针。

11. 在进行参数检查时，内核只需要确定用户传递的地址是否属于用户态的地址范围。更精细的检查会在页故障中进行。

12. 内核通过函数access_ok(verify_area)来检查地址是否合法，该函数内部会检查地址是否越过addr_limit.seg，这个值一般是0xbfffffff。通过get_fs 和set_fs 可以更改这个值。

13. 发生页故障的三种情况：

（1）内核去访问一个属于该进程的页，但是该页面不存在或者是只读，内核必须分配一个新页。

        （2）内核去访问一个属于该进程的页，但是该页对应的页表不存在，内核必须建立页表。

        （3）内核bug或者是硬件的错误，内核会oops。

        （4）内核在处理系统调用过程中，去读去用户穿过来的地址，但是该地址并不在进程的地址空间内。

14. 由于内核访问用户空间的函数比小少，因此可以将这些函数的指令地址记录在一个异常表中，当发生页故障时，只要检查出错的指令是否在异常表中，就可以确定是否是由于系统调用参数异常导致。

15. exception_table_entry结构中包含一个指令的地址和fixup代码的地址。