linux中系统调用的原理

Linux中系统调用的原理涉及到用户态和内核态之间的切换以及参数传递。下面我将以用户态调用libc的time()函数为例,详细说明整个代码处理流程:

用户态代码调用time()函数:

  • 用户程序包含<time.h>头文件,调用time()函数,并传入一个time_t类型的指针参数,用于存储获取到的时间值。
  • time()函数是libc库提供的一个封装函数,它会进一步调用相应的系统调用。

libc库中的time()函数实现:

  • libc库中的time()函数会将用户传入的参数打包,并准备好系统调用所需的参数。
  • 在x86架构下,time()函数会将系统调用号(__NR_time)存入eax寄存器,并将参数存入其他约定的寄存器中。
  • 之后,time()函数会触发一个软中断(通常是int 0x80或syscall指令),将控制权交给内核。

内核接收到系统调用:

  • 内核中的系统调用处理程序会根据eax寄存器中的系统调用号来确定要执行的系统调用。
  • 内核会切换到内核态,并在内核栈上保存用户态的寄存器状态,以便稍后恢复。
  • 内核会根据约定的寄存器或内存位置获取系统调用的参数。

内核处理系统调用:

  • 内核中对应的系统调用处理函数(sys_time())会被调用。
  • sys_time()函数会执行获取系统时间的操作,通常是读取系统时钟或者计时器的值。
  • 获取到的时间值会被存储到用户传入的时间指针参数所指向的内存地址中。

内核返回用户态:

  • 系统调用处理完毕后,内核会将结果存入约定的寄存器中(通常是eax)。
  • 内核恢复用户态的寄存器状态,并切换回用户态。
  • 控制权交还给用户态的libc库中的

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