读书笔记：第五章系统调用

第五章：系统调用

5.1与内核通信

为用户空间提供了硬件接口；

系统调用保证了系统的稳定和安全；

公共接口。

 

5.2 API、POSIX和C库

 关于Unix接口设计：提供机制而不是策略

 

5.3系统调用

asmlinkage long sys_getpid(void)

asmlinkage是限定词

long返回值类型

sys_getpid符合命名规则

 

5.3.1系统调用号

每个系统被赋予一个系统调用号

内核就是根据传入的系统调用号来知道是哪个系统调用的

 

5.3.2系统调用性能

执行速度快：

上下文切换时间短

系统调用处理程序和每个系统调用本身都很简洁

 

5.4系统调用处理程序

应用程序应该以某种方式通知系统，告诉内核自己需要一个系统调用

X86处理器增加了一条sysenter中断指令，更快更专业。

 

5.4.1指定恰当的系统调用

system_call()函数通过将给定的系统调用号与NR_syscalls作比较来检查其有效性。

大于等于返回-ENOSYS，否则执行相应系统调用：

call *sys_call_table(,%rax,8)

 

5.4.2参数传递

 

 

5.5系统调用的实现

实现一个新的LINUX调用的步骤

 5.5.1实现系统调用

提供机制而不是策略

 

5.5.2参数验证

指针指向的内存区域必须属于用户空间；

指针指向的内存区域在进程的地址空间内；

决不能绕过内存访问限制。

内核无论何时都不能轻率地接受来自用户空间的指针。

 

5.6系统调用上下文

在进程上下文中

内核可以休眠

可以被抢占

 

5.6.1绑定一个系统调用的最后步骤

在系统调用表中加入表项；

系统调用号定义于<asm/unistd.h>中；

编译进内核映像，放入kernel/下的相关文件。

 

5.6.2从用户空间访问系统调用

对于每个宏来说，都有（2+2xn）个参数

n:0~6

第一个参数：对应系统调用返回值类型

第二个参数：系统调用的名称

 

5.6.3为什么不通过系统调用实现

建立一个系统调用的好处：

创建容易、使用方便

Linux系统调用的高性能

问题：

系统调用号需要在内核处于开发版本时官方分配

系统调用加入稳定内核后被固化，接口不允许做改动

需要将系统调用分别注册到每个需要支持的体系结构中去

脚本中不容易调用，不能从文件系统直接访问

主内核树之外难以维护和使用

替代方法：

某些接口可以用文件描述符表示

把增加的信息作为文件放在sysfs的合适位置

 

5.7小结：

通过讨论系统调用的优点和缺点和方案对本章进行总结。