現(xiàn)在，您或許正在查看設(shè)備驅(qū)動程序，并感到奇怪：“函數(shù) foo_read() 是如何被調(diào)用的？”或者可能疑惑： “當我輸入 cat /proc/cpuinfo 時，cpuinfo() 函數(shù)是如何被調(diào)用的？”內(nèi)核完成引導后，控制流就從相對直觀的“接下來調(diào)用哪個函數(shù)？”改變?yōu)槿�決于系統(tǒng)調(diào)用、異常和中斷。

什么是系統(tǒng)調(diào)用？

字面上講，系統(tǒng)調(diào)用（也稱為“syscall”）就是一條類似于“add”或者“jump”的指令。從更高的層面上講，系統(tǒng)調(diào)用是用戶級程序要求操 作系統(tǒng)為它做某些事情的途徑。如果您正在編寫程序，需要讀取某個文件，那么要使用一個系統(tǒng)調(diào)用來要求操作系統(tǒng)為您讀取那個文件。

系統(tǒng)調(diào)用詳述

這里是系統(tǒng)調(diào)用的工作原理。首先，用戶程序為系統(tǒng)調(diào)用設(shè)置參數(shù)。其中一個參數(shù)是系統(tǒng)調(diào)用編號（稍后對此進行詳述）。注意，所有這些都是由庫函數(shù)自動 完成的，除非您是使用匯編編程。參數(shù)設(shè)置完成后，程序執(zhí)行“系統(tǒng)調(diào)用”指令。這個指令會導致一個異常：產(chǎn)生一個事件，這個事件會致使處理器跳轉(zhuǎn)到一個新的 地址，并開始執(zhí)行那里的代碼。

新地址的指令會保存程序的狀態(tài)，計算出應該調(diào)用哪個系統(tǒng)調(diào)用，調(diào)用內(nèi)核中實現(xiàn)那個系統(tǒng)調(diào)用的函數(shù)，恢復用戶程序狀態(tài)，然后將控制權(quán)返還給用戶程序。系統(tǒng)調(diào)用是設(shè)備驅(qū)動程序中定義的函數(shù)最終被調(diào)用的一種方式。

這就是系統(tǒng)調(diào)用如何工作的一個簡短說明。接下來，我們將為那些對內(nèi)核事實上如何完成感到好奇的這些人提供詳盡的細節(jié)。不要擔心您是否完全理解所有細 節(jié) —— 只需要記住這是內(nèi)核中的函數(shù)最終被調(diào)用的一個途徑 —— 沒有任何神秘之處。您可以追蹤控制流在內(nèi)核中的全部歷程 —— 有時會有些困難，但是您可以做得到。

系統(tǒng)調(diào)用示例：1

這里非常適合于開始根據(jù)理論展示一些代碼。我們將研究 read() 系統(tǒng)調(diào)用的過程，首先從系統(tǒng)調(diào)用指令被執(zhí)行的時候開始。使用 PowerPC 體系結(jié)構(gòu)作為代碼體系結(jié)構(gòu)相關(guān)部分的示例。在 PowerPC 上，當執(zhí)行一個系統(tǒng)調(diào)用時，處理器跳轉(zhuǎn)到地址 0xc00。那個位置的代碼是在文件 arch/ppc/kernel/head.S 中定義的。類似如下：

/* System call */
        . = 0xc00
SystemCall:
        EXCEPTION_PROLOG
        EXC_XFER_EE_LITE(0xc00, DoSyscall)

/* Single step - not used on 601 */
        EXCEPTION(0xd00, SingleStep, SingleStepException, EXC_XFER_STD)
        EXCEPTION(0xe00, Trap_0e, UnknownException, EXC_XFER_EE)

這段代碼所做的事情是，保存一些狀態(tài)，然后調(diào)用另一個名為

DoSyscall

的函數(shù)。

EXCEPTION_PROLOG 是一個宏，負責從用戶空間到內(nèi)核空間的切換，這需要保存用戶進程的寄存器狀態(tài)。使用此例程的地址和函數(shù) DoSyscall 的地址來調(diào)用 EXC_XFER_EE_LITE。最后，某些狀態(tài)將會被保存，DoSyscall 將會被調(diào)用。后面的兩行在地址 0xd00 和 0xe00 保存兩個異常向量。

EXC_XFER_EE_LITE 類似如下：

#define EXC_XFER_EE_LITE(n, hdlr)       \
        EXC_XFER_TEMPLATE(n, hdlr, n+1, COPY_EE, transfer_to_handler, \
                          ret_from_except)

EXC_XFER_TEMPLATE 是另一個宏，代碼類似如下：

#define EXC_XFER_TEMPLATE(n, hdlr, trap, copyee, tfer

								 
							
								

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