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Linux 內(nèi)核解讀入門( 二 )

云知道


程中，你就會被一點(diǎn)一點(diǎn)地、潛移默化地專業(yè)化；甚至，只要分析十分之一的代碼后，你就會深刻地體會到，什么樣
的代碼才是一個專業(yè)的程序員寫的，什么樣的代碼是一個業(yè)余愛好者寫的 。
為了使讀者能更好的體會到這一特點(diǎn)，下面舉了一個具體的內(nèi)核分析實(shí)例，希望能通過這個實(shí)例，使讀者對　Linux
的內(nèi)核的組織有些具體的認(rèn)識，從中讀者也可以學(xué)到一些對內(nèi)核的分析方法 。

以下即為分析實(shí)例：

【一】操作平臺:
硬件：cpuintel　Pentium　II　;
軟件：Redhat　Linux　6.0;內(nèi)核版本2.2.5

【二】相關(guān)內(nèi)核源代碼分析:
1．系統(tǒng)的引導(dǎo)和初始化：Linux　系統(tǒng)的引導(dǎo)有好幾種方式：常見的有　Lilo,　Loadin引導(dǎo)和Linux的自舉引導(dǎo)
（bootsect-loader）,而后者所對應(yīng)源程序?yàn)閍rch/i386/boot/bootsect.S，它為實(shí)模式的匯編程序，限于
　篇幅在此不做分析；無論是哪種引導(dǎo)方式，最后都要跳轉(zhuǎn)到arch/i386/Kernel/setup.S，setup.S主要是
　進(jìn)行時(shí)模式下的初始化，為系統(tǒng)進(jìn)入保護(hù)模式做準(zhǔn)備；此后，系統(tǒng)執(zhí)行　arch/i386/kernel/head.S　(對經(jīng)壓縮
　后存放的內(nèi)核要先執(zhí)行　arch/i386/boot/compressed/head.S);　head.S　中定義的一段匯編程序setup_idt　，
　它負(fù)責(zé)建立一張256項(xiàng)的　idt　表(Interrupt　Descriptor　Table),此表保存著所有自陷和中斷的入口地址;其中
　包括系統(tǒng)調(diào)用總控程序　system_call　的入口地址;當(dāng)然，除此之外，head.S還要做一些其他的初始化工作；
2．系統(tǒng)初始化后運(yùn)行的第一個內(nèi)核程序asmlinkage　void　__init　start_kernel(void)　定義在
　/usr/src/linux/init/main.c中,它通過調(diào)用usr/src/linux/arch/i386/kernel/traps.c中的一個函數(shù)
　void　__init　trap_init(void)　把各自陷和中斷服務(wù)程序的入口地址設(shè)置到　idt　表中,其中系統(tǒng)調(diào)用總控程序
system_cal就是中斷服務(wù)程序之一;void　__init　trap_init(void)　函數(shù)則通過調(diào)用一個宏
set_system_gate(SYSCALL_VECTOR,&system_call);　把系統(tǒng)調(diào)用總控程序的入口掛在中斷0x80上;
其中SYSCALL_VECTOR是定義在　/usr/src/linux/arch/i386/kernel/irq.h中的一個常量0x80;而　system_call
　即為中斷總控程序的入口地址;中斷總控程序用匯編語言定義在/usr/src/linux/arch/i386/kernel/entry.S中;
3.中斷總控程序主要負(fù)責(zé)保存處理機(jī)執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用前的狀態(tài),檢驗(yàn)當(dāng)前調(diào)用是否合法,　并根據(jù)系統(tǒng)調(diào)用向量，使處理機(jī)
跳轉(zhuǎn)到保存在　sys_call_table　表中的相應(yīng)系統(tǒng)服務(wù)例程的入口;　從系統(tǒng)服務(wù)例程返回后恢復(fù)處理機(jī)狀態(tài)退回用戶程序;
而系統(tǒng)調(diào)用向量則定義在/usr/src/linux/include/asm-386/unistd.h中;sys_call_table　表定義在
/usr/src/linux/arch/i386/kernel/entry.S　中;同時(shí)在　/usr/src/linux/include/asm-386/unistd.h
中也定義了系統(tǒng)調(diào)用的用戶編程接口;
4.由此可見　,linux　的系統(tǒng)調(diào)用也象　dos　系統(tǒng)的int　21h　中斷服務(wù),它把0x80　中斷作為總的入口,　然后
轉(zhuǎn)到保存在　sys_call_table　表中的各種中斷服務(wù)例程的入口地址　,　形成各種不同的中斷服務(wù);
由以上源代碼分析可知,要增加一個系統(tǒng)調(diào)用就必須在　sys_call_table表中增加一項(xiàng)　,并在其中保存好自己
的系統(tǒng)服務(wù)例程的入口地址,然后重新編譯內(nèi)核，當(dāng)然，系統(tǒng)服務(wù)例程是必不可少的 。
由此可知在此版linux內(nèi)核源程序<2 。2 。5>中,與系統(tǒng)調(diào)用相關(guān)的源程序文件就包括以下這些:
1．a(chǎn)rch/i386/boot/bootsect.S
2．a(chǎn)rch/i386/Kernel/setup.S
3．a(chǎn)rch/i386/boot/compressed/head.S
4．a(chǎn)rch/i386/kernel/head.S
5．init/main.c
6．a(chǎn)rch/i386/kernel/traps.c
7．a(chǎn)rch/i386/kernel/entry.S
8．a(chǎn)rch/i386/kernel/irq.h
9．include/asm-386/unistd.h

　當(dāng)然，這只是涉及到的幾個主要文件 。而事實(shí)上，增加系統(tǒng)調(diào)用真正要修改文件只有include/asm-386/unistd.h

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