2024-2025-1 20242828-《Linux内核原理与分析》第六周作业

分析 system_call 中断处理过程

实验过程

往MenuOS中添加命令

1.进入LinuxKernel目录下，输入如下命令，先删除之前的menu目录，再下载更新了版本之后的menu目录；

-rm -rf menu
-git clone http://github.com/mengning/menu.git

2.进入menu目录之后，生成根目录系统，使用make rootf进入MenuOS，并使用help查看现有的命令

-make rootfs
-MenuOS>>help

3.将上周作业的代码getppid()和getppid_asm()函数加入到test.c中，并且再main函数中添加

MenuConfig("getppid","show The ppid",getppid);
MenuConfig("getppid_ams","Show The ppid(asm)",getppid_asm);

4.再次使用make rootfs进入MenuOS，并使用help查看现有的命令

gdb调用内核函数sys_time()

1.返回LinuxKernel目录，启动内核

cd LinuxKernel   //返回LinuxKernel目录
qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -s -S  //启动内核

2.启动gdb，加载内核，建立连接，在start_kernel函数处设置断点

file linux-3.18.6/vmlinux
target remote:1234 //建立连接
b start_kernel //在start函数中设置断点

使用list查看前后代码

3.输入b sys_time设置一个断点，执行后程序停止在sys_time函数处，按s即可继续单步执行

system_call流程

系统调用是用户程序请求内核服务的关键机制，其流程从用户态发起，通过int 0x80或syscall指令切换到内核态。在内核中，CPU将当前上下文保存到内核栈，并根据系统调用号找到对应的处理函数执行逻辑，如文件操作或进程管理。执行完成后，内核将返回值存入寄存器，并判断是否需要处理信号或进行调度。如果不需要，使用iret（32位）或sysret（64位）指令恢复用户态的上下文，切换回用户程序，使其从系统调用后的下一条指令继续执行。这一过程确保了用户态与内核态的隔离，实现了系统资源的安全管理与高效调用。