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  • 2019-2020-1 20199302《Linux内核原理与分析》第六周作业

    一 、万能函数

    1、过程抽象
    (1)接口:指明模块要做什么,标识符/类型、函数等,.h ,函数调用者
    (2)实现:指明模块如何完成接口,一个接口多个实现(可能),
    .c ,函数实现者
    (3)函数签名:函数名、它的参数个数,参数类型,注意不包含返回值。函数签名用于识别不同的函数,就像签名用于识别不同的人一样。关键是参数的数量和类型
    2、单线程
    并发:程序级并发——进程 函数系并发——线程

    二、实验

    1、查看menu

    该系统下载到我的ubuntu原镜像的hadoop用户下的LinuxKernel中,下载好menu后,进入menu,查看test.c

    编译时出现问题:

    经过查阅资料,得知,可能是内存不够的原因:

    修改内存:

    进行make rootfs,成功:

    执行两个命令:

    2、使用gdb跟踪系统调用黑盒函数sys_time

    启动内核:

    命令中-S -s用于gdb调试

    进入gdb调试:target remote:1234进行连接到需要调试的MenuOS
    为什么是1234呢?因为-s是在1234端口上创建了一个gdb-server

    进入gdb之后,设置断点,为什么没有设置到文件中某一具体行,如图中红框所示:

    继续向下做:

    卡在断点处
    继续往后,使用list,报错,目前没有找到解决办法

    执行给system_call设置断点,使用c键继续执行,可以看到time指令已经执行。

    执行time_asm时,没有反应:

    三、系统调用在内核代码的处理过程

    1、系统调用机制的初始化

    initmain.c start_kernel中有个trap_init()
    arcx86kernel raps.c

    ifdef CONFIG_X86_32

         set_system_trap_gate(SYSCALL_VECTOR,&system_call); //系统调用的中断向量,system_call代表汇编代码入口,set_system_trap_gate用来绑定中断向量0x86和system_call中断服务程序入口。
         set_bit(SYSCALL_VECTOR,used_vectors)
    

    endif

    system_call这一段代码就是系统调用的处理过程,系统调用是一个特殊一点的中断(或称之为软中断),这一段代码中也有保存现场SAVE_ALL和恢复现场restore_all的过程。同时,system_call_table是一个系统调用的表,EAX寄存器传递的系统调用号,使用者在调用它时会根据EAX寄存器来调用对应的系统调用内核处理函数。

    ENTRY(system_call)
    RING0_INT_FRAME
    ASM_CLAC
    pushl_cfi %eax #保存系统调用号
    SAVE_ALL #保存现场,将用到的所有CPU寄存器保存到栈中
    GET_THREAD_INFO(%ebp) #ebp用于存放当前进程thread_info结构的地址
    testl $_TIF_WORK_SYSCALL_ENTRY, TI_flags(%ebp)
    jnz syscall_trace_entry
    cmpl $(nr_syscalls), %eax #检查系统调用号(系统调用号应小于NR_syscalls)
    jae syscall_badsys #不合法,跳入异常处理
    syscall_call:
    call *sys_call_table(,%eax,4) #通过系统调用号在系统调用表中找到相应的系统调用内核处理函数,比如sys_time
    movl %eax, PT_EAX(%esp) #保存返回值到栈中
    syscall_exit:
    testl $_TIF_ALLWORK_MASK, %ecx #检查是否有任务需要处理
    jne syscall_exit_work #需要,进入syscall_exit_work,这里是最常见的进程调度时机
    restore_all:
    TRACE_IRQS_TRET #恢复现场
    irq_return:
    INTERRUPT_RETURN #iret

    int x80(触发系统调用)会立即跳转到entry中,system_call(系统调用的入口)的位置,根据系统调用号查找sys_call_table表(系统调用表),syscall_exit_work最常见的进程调度时机。SYSCALL_VECTOR是系统调用的中断向量0x80。

    四、总结

    本周做的这个实验有点问题,在网上查找解决办法,但是相关资料比较少,暂时不知道解决办法。在本周的学习中,学习了关于系统调用的内核处理过程。

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