(注意:本文总结备份中有较多我手写笔记的图片,其中重要的部分打出来了。本文对分析system_call对应的汇编代码的工作过程,系统调用处理过程”的理解,以及流程图都写在实验部分。)
实验部分
使用gdb跟踪分析一个系统调用内核函数
- 强制删除menu (rm menu -rf)
- 更新menu代码至最新版本(git clone https://github.com/mengning/menu.git)
- 在test.c中main函数中增加MenuConfig,以及增加上周自己选择Getegid,GetegidAsm的代码
- Make roofts自动编译,生成,和启动根文件系统
在test.c的main中增加menuconfig
增加我的函数getegid和getegidasm
int Getegid(int argc,char *argv[])
{
gid_t gid;
gid = getegid ();
printf(“gid=%d”,gid);
return 0;
}
int GetegidAsm(int agrc,char *argv[])
{
gid_t gid;
gid = getegid ();
asm volatile(
“mov $0x32,%%eax ”
“int $0x80 ”
“mov %%eax,%0 ”
:”=m”(gid)
);
printf(“gid=%d”,gid);
return 0;
}
make rootfs然后查看一下,发现新增加了getegid和getegid_asm命令
getegid一下
使用gdb跟踪调试内核
qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -s -S # 关于-s和-S选项的说明:
# -S freeze CPU at startup (use ’c’ to start execution)
# -s shorthand for -gdb tcp::1234 若不想使用1234端口,则可以使用-gdb tcp:xxxx来取代-s选项
另开一个shell窗口
gdb
(gdb)file linux-3.18.6/vmlinux # 在gdb界面中targe remote之前加载符号表
(gdb)target remote:1234 # 建立gdb和gdbserver之间的连接,按c 让qemu上的Linux继续运行
查看50 i386 getegid sys_getegid16
(gdb)break sys_getegid16# 断点的设置,注意寻找对应的系统调用函数名字,例如time命令对应sys_time
示例:gdb跟踪sys_time
跟踪调试
system_call对应的汇编代码的工作过程
sys_call只是汇编代码的声明,不是函数,所以gdb无法跟踪sys_call的位置,但是sys_call里包含的系统调用的时机非常重要:
中断向量int0x80如何与sys_call绑定的呢?
initmain.c里的start_kernel里有trap_init()函数
archx86kernel raps.c中有一个函数,将SYSCALL_WECTOR(系统调用中断向量)和system_call汇编代码的入口绑定。完成初始化。
系统调用处理过程
用户态的函数根据API接口,申请一个系统调用,触发int0x80中断向量指令,中断int指令(保护现场)保存用户态的栈顶地址,当时的状态字,当时的cs:eip值和内核态的栈顶指针,当时的状态字,和中断处理程序的入口(sys_call),sys_call_table根据系统调用号查找对应的函数,如果当前进程需要调度或者有其他的信号需要处理,则分别调度和处理,如果不需要,运行函数,恢复现场(restore_all), 最后iret结束。下面我用流程图展示系统调用处理的过程(sytem call到iret之间):
总结部分:
一:如何给menuOS增加自己编写的命令Getegid,GetegidAsm
1. 强制删除menu (rm menu -rf)
2. 更新menu代码至最新版本(git clone https://github.com/mengning/menu.git)
3. 在test.c中main函数中增加MenuConfig,以及增加上周自己选择Getegid,GetegidAsm的代码
4. Make roofts自动编译,生成,和启动根文件系统
二:gdb跟踪自己编写的系统调用函数Getegid,GetegidAsm
使用gdb跟踪调试内核
qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -s -S # 关于-s和-S选项的说明:
# -S freeze CPU at startup (use ’c’ to start execution)
# -s shorthand for -gdb tcp::1234 若不想使用1234端口,则可以使用-gdb tcp:xxxx来取代-s选项
另开一个shell窗口
gdb
(gdb)file linux-3.18.6/vmlinux # 在gdb界面中targe remote之前加载符号表
(gdb)target remote:1234 # 建立gdb和gdbserver之间的连接,按c 让qemu上的Linux继续运行
(gdb)break start_kernel # 断点的设置,注意寻找对应的系统调用函数名字,例如time命令对应sys_time
示例:gdb跟踪sys_time
三:系统调用在内核代码中的工作机制和初始化
在x86/kernel/entry_32.S里有ENTRY(system call)
sys_call只是汇编代码的声明,不是函数,所以gdb无法跟踪sys_call的位置,但是sys_call里包含的系统调用的时机非常重要:
中断向量int0x80如何与sys_call绑定的呢?
initmain.c里的start_kernel里有trap_init()函数
archx86kernel raps.c中有一个函数,将SYSCALL_WECTOR(系统调用中断向量)和system_call汇编代码的入口绑定。完成初始化
四:简化汇编伪代码
Save_all保存现场
Sys_call_table:绑定系统调用函数
Interrupt_return:结束