1. 问题描述

通过这一周的学习，我进一步了深入内核系统的调用处理过程，更加完整地理解了系统调用的工作机制。下面通过给MenuOs增加geteuid命令，以及通过gdb跟踪调用time函数的过程，并分析system_call代码对应的工作过程这两方面深入理解系统调用的工作机制。

2. 解决步骤

2.1 给MenuOs增加geteuid命令

首先进入LinuxKernel目录，删除旧的menu目录，然后在github上克隆一个新的目录menu，进入menu，命令如下

cd LinuxKernel
rm -rf menu
git clone https://github.com/menging/menu.git
cd menu

图片描述
修改test.c文件，增加Geteuid函数(函数名避免与系统调用geteuid重复）

使用如下命令生成根文件系统，并查看帮助，并运行geteuid命令

make rootfs
MenuOs>> help
MenuOs>> geteuid

图片描述

2.2 gdb跟踪调用调试time函数

2.2.1 调试步骤

返回LinuxKernel目录，shift+ctrl+o水平分割，执行如下命令

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

在gdb调试之前，先启动gdb，把3.18.6的内核加载进来，之后连接到target remote 1234，操作完成后，就连接到了需要调试的MenuOS。
图片描述
在start_kernel处设置断点，命令如下

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

图片描述

在start_kernel处停下，time调用是13号系统调用对应的内核处理函数，即sys_time。接下来就可以在这里用b sys_time设置一个断点，启动MenuOS执行time命令，程序就会停到sys_time这个函数的位置，time命令执行到一半将卡在那里。
图片描述
在gdb中使用list命令，查看断点附件代码

在gdb中使用命令s跟踪调试

2.2.2 system_call汇编代码分析

以上步骤主要跟踪了一个系统调用time，其中涉及系统调用对应的中断处理过程system_call，接下来将仔细分析system_call这个中断服务程序。
system_call代码比较复杂，这里将代码简化并加上注释

ENTRY(system_call)
           RING0_INT_FRAME
           ASM_CLAC
           pushl_cfi %eax                    #保存系统调用号
           SAVE_ALL                          #保存现场，将用到的所有CPU寄存器保存在栈中
           GET_THREAD_INFO(%ebp)             #ebp用于存放当前进程thread_info的结构地址
           testl $_TIE_WORK_SYSCALL_ENTRY,TI_flags(%ebp)
           jnz syscall_trace_entry
  cmpl $(nr_syscalls),%eax                   #检查系统调用号
           jae syscall_badsys                #不合法，跳入异常处理
  syscall_call:
           call *sys_call_table(,%eax,4)     #通过系统调用号在系统调用表中找到相应的系统调用内核处理函数
           movl %eax,PT_EAX(%esp)
  syscall_exit:
           testl $_TIF_ALLWORK_MASK, %ecx    #检查是否有任务需要处理
           jne   syscall_exit_work           #需要，进入syscall_exit_work
  restore_all:
          TRACE_IEQS_IRET                    #恢复现场
  irq_return:
          INTERRUPT_RETURE                   #iret

system_call流程示意图
图片描述

3. 总结

通过这一周学习，我对linux内核系统调用处理过程有了更深入的了解，并且初步完整地学习了系统调用的工作机制。

2019-2020-1 20199311《Linux内核原理与分析》第六周作业