《Linux内核分析》课程第五周学习总结

姓名：何伟钦

学号：20135223

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（ 学习课程：《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000

 内容：1.使用gdb跟踪分析一个系统调用内核函数

          2.根据本周所学知识分析系统调用的过程，从system_call开始到iret结束之间的整个过程，并画出简要准确的流程图

一、给MenuOS增加time和time-asm命令

（一） 克隆并自动编译MenuOS

1. rm menu -rf      //强制删除原menu文件

2. git clone http://github.com/mengning/menu.git //从github中克隆

3. cd menu   //进入menu目录

4. make rootfs //运行自动编译脚本，生成根文件系统，启动MenuOS

（二）给MenuOS增加time和time-asm命令

    1.更新menu代码到最新版

    2.在test.c中main函数里，增加MenuConfig

    3.增加对应的两个函数：Time和TimeAsm

    4。make rootfs

二、使用gdb跟踪调试内核

1.运行MenuOS系统

在实验楼的虚拟机环境里，打击打开shell，使用命令

cd LinuxKernel/  

qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img  

2.调试运行

1）使用带参数命令启动MenuOS

qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -s -S

输入help，可以看到当前的系统调用：

2）启动gdb，设置断点，运行

（gdb）file linux-3.18.6/vmlinux    //在出现gdb提示符后，加载符号文件

（gdb）target remote:1234         //建立和被调试程序的连接

（gdb）break start_kernel  //在start_kernel函数入口处设置断点

（gdb）break  sys_time     //在系统调用time的位置设置断点

（gdb）c   //继续输入c，使得系统运行到start_kernel处停住

（gdb）s   //单步执行

（gdb）finish // 将这个函数执行完

list可以查看内部的函数，直到sys_time返回后进入汇编代码处理，gdb无法继续进行追踪

扩展知识：

 

三、系统调用在内核代码中的处理过程

(一)系统调用在内核代码中的工作机制和初始化

main.c中start_kernel函数：trap_init()

set_system_trap_gate(SYSCALL_VECTOR,&system_call)    一执行int 0x80，系统直接跳转到system_call。

SYSCALL_VECTOR：系统调用的中断向量

&system_call：汇编代码入口

（二）system_call到iret之间的主要代码

     1.SAVE_ALL：保存现场

     2.syscall_call:调用了系统调用处理函数（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，是                           实际的系统调度程序。                       sys_call_table：系统调用分派表）

     3.restore all：恢复现场

     4.syscall exit work：若有sys_exit_work，则进入sys_exit_work:会有一个进程调度时机。work_pending -> work_notifysig，用来处理信号，可能call schedule：进程调度代码可能跳转到restore_all，恢复现场。

     5. INTERRUPT RETURN：宏，也就是iret，系统调用到此结束

流程图如下：