Linux でのシステム コール プロセスの紹介

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全体を理解するために、まず写真を見てみましょう。

まず第一に、アプリケーションはシステムが提供する API を直接呼び出すことができます。これはユーザー モード (Ring3) で実行できます。

その後、対応する API は対応するシステム コール番号を eax レジスタに保存し (このステップはインライン アセンブリを通じて実装されます)、次に int 0x80 を使用して割り込みをトリガーし (インライン アセンブリ)、割り込み処理関数に入ります (この関数は完全にアセンブリコードで記述されています）、この時点でカーネル状態（Ring0）に入ります。

割り込み処理関数では、システムコール番号に対応するシステムコールが呼び出されます。この関数では、2 つのレジスタ ds と es がカーネル空間を指すように設定されます。この方法では、ユーザー モードからカーネル モードにデータを転送することはできません (open(const char * filename, int flag, ...) のように、ファイル名ポインターが指す文字列のアドレスがユーザー空間にある場合、カーネル空間の対応する場所から文字列を取得すると、文字列はまったく存在しなくなります)、どうすればよいでしょうか?割り込みハンドラの fs レジスタはユーザー空間を指すように設定されているため、問題は解決されています。

システム コールでは、ファイルを開く、ファイルへの書き込みなど、対応する操作が実行されます。

処理後は割り込み処理関数に戻り、戻り値がeaxレジスタに格納されます。

割り込み処理関数から API に戻っても、戻り値は eax レジスタに保存されます。このとき、カーネルモードからユーザーモードに戻ります。

API の eax から値を取得し、対応する判断を行って、操作の完了を示す別の値を返します。

int 0x80 割り込みを使用して非常に多くのシステム コールを呼び出すことができるのはなぜですか?

プロテクトモードではさまざまな割り込みがあり、システムコールは割り込み番号0x80にバインドされています。システム コールが呼び出されるとき、int 0x80 がトリガーされ、割り込み処理関数は eax を使用してどのシステム コールを呼び出したいかを認識します。理由は、システムコールが多すぎて割り込み数が足りなくなるため、集中管理のために1つを使用しているためです。 オペレーティング システムには、さまざまなシステム コール関数のアドレスを保存するために使用されるテーブルがあります。このテーブルは配列であるため、添字を使用してさまざまな関数のアドレスにアクセスできます。したがって、1 つの割り込み番号とさまざまなシステムコール番号で複数のシステムコールを管理できます。

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