linux内核源代码分析-系统调用和中断.ppt

1、LINUX内核分析-系统调用和中断,系统调用的概念 LINUX系统调用简介 LINUX系统调用实现原理 LINUX系统调用应用 中断的概念 LINUX中断处理程序 LINUX中断处理机制 LINUX中断处理程序实现,系统调用的概念,为了和用户空间上的进程进行交互；内核提供的提供的一组界面。 应用程序通过这组界面访问硬件和其他操作系统资源。 完成对硬件和资源访问的控制。（安全、可靠，多任务、虚拟必须） 硬件设备的抽象（提供设备的独立性）。,LINUX系统调用简介,已经提到的系统调用 Fork(), exec(),open(),read(),write(),close() Linux系统调用共二百

2、五十几个 应用程序及系统调用的层次关系 API(POSIX标准)（API的标准化和进一步抽象） POSIX(Portable Operating System Interfaces) 调用关系图(44页) 应用程序 C库(libc.a) 系统调用 调用 printf() printf(); write() write()系统调用,LINUX系统调用实现原理(相关概念),相关概念 Int 80H(相关内容:内部中断(软中断,硬中断),外部中断(外部设备发出) IVT(Interrupt Vector Table 中断向量表):实模式下应用(固定在内存的位置) Idt(interrupt desc

3、riptor table:中断描述符表):保护模式下应用(不固定内存位置,通过IDTR寄存器定位该表)(INT 80H是占用其中的一项) Syscall table(系统调用表) 系统调用号(系统调用在表中的编号),LINUX系统调用实现原理(系统调用加载),操作系统加载时与系统调用有关的处理 int 80h 的处理程序地址的加载(syscall() start_kernel() - trap_init() -set_system_gate(SYSCALL_VECTOR. 301 _asm_ volatile (int $0 x80 302 : =a (_res) 303 : (_NR_#na

4、me); 304 _syscall_return(type,_res); 305 _syscall0(int,fork) int fork(void) “int 80 with _NR_fork” / 2 ,_syscall1,#define _syscall1(type,name,type1,arg1) 284 type name(type1 arg1) 285 286 long _res; 287 _asm_ volatile (int $0 x80 288 : =a (_res) 289 : (_NR_#name),b (long)(arg1); 290 _syscall_return(

5、type,_res); 291 * _syscall1(int, setuid, uid_t, uid) 意即 int setuid(uid_t uid),_syscall2,#define _syscall2(type,name,type1,arg1,type2,arg2) 294 type name(type1 arg1,type2 arg2) 295 296 long _res; 297 _asm_ volatile (int $0 x80 298 : =a (_res) 299 : (_NR_#name),b (long)(arg1), c (long)(arg2); 300 _sys

6、call_return(type,_res); 301 * _syscall2(type0, fname, type1, p1, type2, p2) /意即 type0 fname(type1 p1, type2 p2),LINUX系统调用应用,扩充 增加系统调用函数（一般在kernel/sys.c中） 把系统调用函数入口地址添加到sys_call_table(ENTRY.S) 添加系统调用号（unistd.h） 监视（调试和防毒等） 把系统调用拦截，做完相应的检查再调用原系统调用（如OPEN时先检查病毒的特征等）,LINUX系统调用应用（增加的例子）,LINUX系统调用应用（增加分析）,建

7、立一个新的系统调用的好处 系统调用创建容易、使用方便 性能高 问题 系统调用号（正式应用需要申请） 系统调用相对固化，不易变 需要将系统调用分别注册到支持的体系结构中,LINUX系统调用应用（拦截1）,增加一个系统调用实验需要编译内核，实施起来比较麻烦 通过MODULES机制访问 sys_call_table也可以实现对内核系统调用的改造。,LINUX系统调用应用（拦截2）,LINUX系统调用应用（拦截3）,演示服务器地址 211.86.49.238,中断的概念,主机与外设的通信（轮询、中断、DMA） 中断向量,LINUX中断处理程序,中断处理程序或称中断服务例程（ISR） 一个中断处理程序对

8、应一个中断 一个设备可能发出多种中断 对于外部设备，中断处理程序是设备驱动程序的一部分。 在LINUX中中断处理程序和C函数区别不大，但有自己的规范、主要是运行时需要在中断上下文中。 中断处理随时发生，处理程序的效率很重要，LINUX采用上、下半部机制。（后面讲）,LINUX中断处理机制（注册）,注册调用 request_irq(unsigned int)irq, irqreturn_t (*handler)（int,void*,struct pt_regs*）， ulong irqflags /(SA_INTERRUPT,SHIRQ,SA_SAMPLE_RANDOM) const char * dev_name void devid); / for shirq flag,LINUX中断处理机制( 释放),Void free_irq(unsigned int irq,void dev_id); 若不共享则删