《操作系统真像还原》操作系统实现——系统调用

chuj

2021 年 06 月 14 日

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操作系统

到这里，有了前面的铺垫，要说的东西不多，其实没必要单独写出来，但是系统调用毕竟还是比较重要的东西，所以这里还是单独说一下。

Linux 下的系统调用占用的是 0x80 号中断，通过 eax 来选择要调用的功能，我们维护一个函数指针数组，存储各个功能的函数指针，然后用一个简单的汇编函数就可以实现调用

```cpp
extern syscall_table
section .text
global syscall_handler
syscall_handler:
    push 0  ; syscall has no errcode, thus push 0

push ds
    push es
    push fs
    push gs
    pushad  ; save the context

push 0x80 ; push the INT number (as IntExit poped this)

push edx
    push ecx
    push ebx
    call [syscall_table + eax * 4]
    add esp, 12
    mov [esp + 8 * 4], eax  ; update the eax in the backup
                            ; so eax can be the ret val
    jmp IntExit
```

然后只要完成对应的系统调用即可。为了使调用简单，对于需要不同参数个数的系统调用提供类似于如下的宏来进行调用

```cpp
#define _syscall3(NUMBER, ARG1, ARG2, ARG3) \
({											\
	int retval;								\
	__asm__ volatile						\
	(										\
		"int $0x80" :						\
		"=a" (retval) :						\
		"a" (NUMBER), "b" (ARG1),			\
		"c" (ARG2), "d" (ARG3) :			\
		"memory"							\
	);										\
	retval;									\
})											\
```

对于一个简单的系统调用 getpid() 暴露给用户态的函数定义即为

```cpp
size_t getpid()
{
	return _syscall0(SYS_GETPID);
}
```

在函数指针数组即系统调用函数表中进行如下的初始化

```cpp
	syscall_table[SYS_GETPID] = sys_getpid;
```

并提供一个在内核函数 sys_getpid 来执行 getpid 的操作

```cpp
size_t sys_getpid()
{
	return GetCurrentThreadPCB()->pid;
}
```

然后就只完成需要提供的系统调用函数即可。

最后修改：2021 年 06 月 14 日