linux课程第五周实验及总结

一、学习总结

  • 给MenuOS增加time和time-asm命令(四步操作命令)

rm menu -rf 强制删除
git clone http://github.com/mengning/menu.git   克隆相关信息
cd menu
make rootfs 一个脚本,自动编译自动生成根文件系统,并自动启动MenuOS
  • 使用gdb跟踪系统调用内核函数sys_time

(gdb)b sys_time
(gdb)c # 启动到MenuOs
// 在MenuOs中使用time,会停在time函数处
(gdb)list # 可以看到对应代码
(gdb)s # 单步执行
(gdb)finish # 将这个函数执行完
// 以上两步重复使用,可以看到sys_time函数中的函数,直到看见return i
// sys_time返回后进入汇编代码处理,gdb无法继续进行追踪

系统调用指令:

// 执行int 0x80之后执行system_call对应的代码
(gdb)b system_call # 是可以设置断点的,但是这段是汇编代码,运行时不能在这个断点处停下逐句分析。
  • 系统调用的中断处理过程

    • 系统调用流程图

    • sys_call_table是系统调用分派表
    • syscall_after_all,需要先保存返回值
    • sys_exit_work
      没有这个就restore_all,返回用户态。
      一旦进入sys_exit_work:会有一个进程调度时机

  • 简化后便于理解的system_call伪代码
  • system_call到iret之间的主要代码
SAVE_ALL保存现场

call *sys_call_table(,%eax,4)调用了系统调度处理函数,eax存的是系统调用号,这段是实际的系统调度程序。

restore_all
INTERRUPT_RETURN,是个宏,实际上就是iret,结束。
这个过程中会有sys_exit_work
sys_exit_work中会有work_pending
work_pending中会有work_notifysig,用来处理信号
可能call schedule 进程调度代码
还可能跳转到restore_all,恢复现场。
从以上可以看出:
  1. 在系统调用返回之前,可能发生进程调度,进程调度里就会出现进程上下文的切换
  2. 进程间通信可能有信号需要处理
系统调用就是一个特殊一点的中断,所以也有保护现场恢复现场

二、实验:分析system_call中断处理过程

  • 增加系统调用

    • 在test.c中增加两个函数,Getpid和GetpidAsm

    • make rootfs后,输入help会显示当前菜单

  • 使用gdb调试

    这里需要注意的就是,因为当前是在menu目录下,而所需要的镜像文件不在这个目录下,这时需要使用全路径,不然的话就会出现像上面第二张图的错误。给time处设置断点:

  • c运行之后,在MenuOs里使用time,可以看到它停了下来

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