Linux内核设计第五周
——扒开系统调用三层皮（下）
一、知识点总结
1、给MenuOS增加新的命令的步骤
- 更新menu代码到最新版
- test.c中main函数里，增加MenuConfig()
- 增加相应的函数
- make rootfs 自动编译脚本
2、gdb调试
详细介绍见第三周的学习笔记
3、系统调用在内核代码中的处理过程
（1）系统调用在内核代码中的工作机制和初始化
（2）简化后便于理解的system_call伪代码
system_call完整代码在arch/x86/kernel/entry_32.S中。
我将简化后的代码记到了笔记本上，下面是笔记截图。
图11、22
（3）从system_call开始到iret结束的流程图
二、实验过程
1、将自己编写的函数加入到内核指令中
（1）将老师写好的menu导入
首先需要先将之前的menu删除，然后从http://github.com/mengning/menu.git网站下载相关网址。具体操作如下：
rm menu -rf 强制删除原来的menu
git clone http://github.com/mengning/menu.git 将写好的新menu复制进来
（2）将自己写的程序添加到test.c文件中
具体操作如下：
cd menu test.c文件在menu目录下 vim test.c 进入test.c文件修改代码
（3）重新编译写好的代码
在这里我们已经把编译和启动语句，写入到makefile文件中了，所以这里，只需要执行make rootfs，即可重新编译：
make rootfs
- 到这里，我们已经实现了将自己写的函数添加到内核系统中
2、使用gdb进行调试
这部分同第三周的内容，就不在赘述。具体过程如图所示。
上图是配置调试环境的过程 唯一的区别就是这次的断点设置在了我选择修改的系统函数上，即sys_mkdir，可能由于我选择的这个系统函数的内部比较复杂，调用函数过多，如果单步调试，可能要很久才能调试完，所以我就调试了几下，没有走到return出，我就finish了这个调试。
三、分析汇编代码调用系统调用的工作过程并画出流程图
- 这一部分基本上都是我的理解，错误之处，还请大家多多指正。
1、用汇编代码编写系统调用的过程，我总结为以下几步：
- （1）明确自己想要编写的函数的功能
- （2）确定出需传入的参数，以及函数的返回值
- （3）选择适当的寄存器存储输入参数值，将输入参数值传给相应的寄存器
"mov %x, %%寄存器 "
- 注意：%x中的x表示要存入的参数是第几个，从0开始编号
- （4）将系统调用号存入到eax寄存器中，并使用"int $0x80"语句，进入中断处理程序，中断号80代表进入系统调用。这是固定的语句。
"mov $0xXX,%%eax "
"int $0x80 "
- 注意：需要将系统调用号转换成16进制，因为前面有"0x"
- (5)最后，要写明涉及到的参数并指明存储这些参数对应的寄存器。
输出写在最前面，即函数返回值，多为1个值，输出变量前多用“=”修饰；
输入写在后面，数量不定。
- 注意：前面提到的“%x”中的x就是所有参数从0开始的编号。
2、进入系统调用后的过程
- 首先进入sys_ call函数，该函数调用涉及到的系统调用函数（sys _ xxx函数）
- 接着执行sys_ xxx函数的内部细节，最终将返回值传递给sys_ call函数过程
- 最后在sys_ call函数中iret最后的结果
- 这个结果就是我们编写的函数的返回值
3、从system_call到iret的流程图
四、总结
阐明自己对“系统调用处理过程”的理解。
- 在我看来，系统调用就是，我写了一个函数，它需要用到内核中的代码，但这部分代码我没有办法直接访问，所以，我通过系统调用这个中介，它说它帮我去让内核执行我想执行的代码，把最后的结果告诉我。这时，我作为用户就是什么都不知道了，等着系统调用来告诉我结果。
- 系统调用这个中介，它先通过sys_ call这个函数和内核沟通，说我想用一下你的sys_ xxx功能，请你把这个功能执行的结果告诉我。
- 内核这个助人为乐的家伙，很快就去自己的内部，执行sys_ xxx的功能，执行完了之后，内核就屁颠屁颠的跑去告诉了系统调用这个中介，这个函数的执行结果。
- 最后系统调用这个中介就通过iret指令将结果信息反馈给了用户。
- 这样，用户就完美的在请求系统调用帮助后，轻松的解决了问题。
五、实验中出现的问题
1、由于我自己编写的函数，调用了系统调用函数sysmkdir，所以我直接在sysmkdir函数处设置断点，接着运行后，出现如图所示的画面，我们可以看到系统停止在了启动内核的过程
分析原因：由于sys_mkdir函数是用于创建一个新的目录的，所以有可能在内核启动的过程中，调用了该函数，所以这次调试，系统停止在了启动过程。