2024-2025-1 20242817《Linux内核原理与分析》第五周作业

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

• 选择一个系统调用（13 号系统调用 time 除外），系统调用列表参见 torvalds/linux。
• 

使用 getpid 和 getppid 函数来完成库函数的接口调用：

1. getpid() 函数：
   功能：返回调用进程的进程ID。
   返回值：调用进程的PID。
   错误处理：该函数总是成功执行，并不会失败。
   使用场景：当需要获取当前进程的唯一标识符时，可以调用此函数。
2. getppid() 函数：功能：返回调用进程的父进程的进程ID。
   返回值：调用进程的父进程的PID。
   错误处理：该函数总是成功执行，并不会失败。
   使用场景：当需要获取父进程的标识符以进行进程间通信或监控父进程状态时，可以调用此函数。

这两个函数通常用于C语言编写的程序，它们属于POSIX标准的一部分，在大多数Unix及类Unix系统中可用。这些函数有助于进程管理，如创建子进程、监控进程状态和实现进程间通信等。

实验过程

参考视频中的方式使用库函数 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
库函数：

C代码嵌入汇编代码：

运行结果如下：

两种汇编方式均运行出同一种结果

实验总结

系统调用是操作系统提供给应用程序的一种机制，它允许应用程序在受控环境中访问内核资源。这种设计旨在确保系统的安全和效率，防止应用程序对操作系统进行不当操作。内存被分为用户空间和内核空间，其中用户空间是应用程序运行的地方，而内核空间包含操作系统的核心代码和数据。

当应用程序需要执行一些只有操作系统内核才能完成的任务，如读写文件或管理进程时，它会发起系统调用。系统调用通常通过特定的指令来实现，例如在x86架构中使用int 0x80或sysenter指令，或者在x86_64架构中使用syscall指令。库函数如getpid和getppid可以用来发起系统调用，开发者也可以通过在C语言中嵌入汇编指令来触发系统调用，例如将0x14放入eax寄存器。一旦系统调用被发起，CPU会从用户模式切换到内核模式，执行需要内核权限的操作。

嵌入汇编代码是另一种直接与硬件交互的方式，它通过CPU寄存器执行低级指令。与系统调用不同，嵌入汇编通常不需要切换到内核态，而是可以在用户态执行。因此，嵌入汇编的执行不依赖于操作系统，而只与CPU架构和指令集相关。嵌入汇编的过程包括在高层语言中嵌入汇编指令，执行硬件操作，以及将结果返回给高层代码中的变量。

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