2019-2020-1 20199307《Linux内核原理与分析》第六周作业

系统调用的三层机制（下）

往MenuOS中添加命令

1.应实验要求，先删除之前的menu目录，再下载更新了版本之后的menu目录

    -rm -rf menu
    -git clone http://github.com/mengning/menu.git

2.进入menu目录之后，生成根目录系统，使用make rootf进入MenuOS，并使用help命令查看现有的命令

    -make rootfs
    -MenuOS>>help

3.在test.c文件中添加第五周作业的getpid()函数

    -sudo gedit test.c

4.再次使用make rootfs命令，将根目录系统重新编译，将命令添加进去，可以看到，命令添加成功

    -rootfs
    -MenuOS>>help
    -MenuOS>>Gpid

##使用gdb跟踪系统调用内核函数sys_time

1.进入到LinuxKernel目录，启动内核，并冻结

    -cd LinuxKernel
    -qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImge -initrd rootfs.img -s -S

2.使用水平分割，打开一个shell窗口，使用gdb调试，打开vmlinux，连接1234端口，并在start_kernel处设置断点

    -(gdb)file linux-3.18.6/vmlinux
    -(gdb)target remote:1234
    -(gdb)b start_kernel

3.在sys_time处设置断点，并c继续调试，可在QEMU看到程序停到了time函数

    -(gdb)b sys_time
    -(gdb)c

4.使用list命令查看函数详情,并使用s命令单步调试

    -(gdb)list
    -(gdb)s

分析system_call代码对应的工作过程

在system_call处设置断点，查看system_call可知，它其实就是系统调用的处理过程，内部没有严格遵守函数调用堆栈基址，不支持gdb的调试，所以MenuOS中仍停留在sys_time

以下是系统的调用流程

总结

本实验中，我掌握如何实现MenuOS功能的扩展，并知道了如何去增加系统的调用。我还了解到当我们执行int x80时，CPU会自动跳转到system_call函数，所以实验中我们可以直接把断点设置到system_call，system_call的实现是在linux-3.18.6/arch/x86/kernel/entry_32S,是汇编代码。当我们从系统调用处理过程的入口开始，就可以看到SAVE_ALL保存现场，然后找到system_call和sys_call_table，函数调用后通过restore_all和最后一个INTERRUPT_RETURN(iret)恢复现场并返回系统调用到用户态结束。（不同于之前的博客，我再一次学习了Markdown编辑方法，对照片格式进行调整）