4.理解系统调用的工作机制

本文通过一个简单的fork()系统调用实例,详细介绍了Linux系统中内核态与用户态的概念,系统调用的过程及意义。实验包括代码编写、运行及结果分析,揭示了系统调用在提高程序安全性和可移植性方面的重要性。

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请注意:>原作者:张澍> 原创作品转载请注明出处> 《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000

1.实验步骤

Linux中编辑运行:

$vim fork.c

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

main()
{
    int pid = fork();

    if(pid == -1)
    {
        printf("error\n");
    }
    else if(pid == 0)
    {
        printf("This is the child process!\n");
    }
    else
    {
        printf("This is the parent process! child process id = %d\n",pid);
    }
    return 0;
}

$gcc fork.c -o fork -m32 
$./fork

运行结果

这里写图片描述

2.实验分析

2.1内核态/用户态

  • 内核态:

    • 可以直接操作内存的程序。
  • 用户态:

    • 间接操作内存的程序。

2.2一个系统调用的流程

  1. 寄存器上下文
    • 用户态顶地址、当前状态字、当前CS:eip的值
  2. 保护现场
    • 进入中断程序,保存需要用到的寄存器数据
  3. 恢复现场
    • 退出中断程序,恢复保存寄存器的数据

2.3系统调用三层皮

这里写图片描述

3.总结

系统调用的意义:

  1. 把用户从底层的硬件编程中解放出来
  2. 极大的提高了系统的安全性
  3. 使用户程序具有可移植性
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