操作系统开发系列—13.g.操作系统的系统调用

在我们的操作系统中，已经存在的3个进程是运行在ring1上的，它们已经不能任意地使用某些指令，不能访问某些权限更高的内存区域，但如果一项任务需要这些使用指令或者内存区域时，只能通过系统调用来实现，它是应用程序和操作系统之间的桥梁。

所以，一件事情就可能是应用程序做一部分，操作系统做一部分。这样，问题就又涉及特权级变换。

很明显，这已经难不倒我们了，因为进程的切换就是不停地在重复这么一个特权级变换的过程。在那里，触发变换的是外部中断，我们把这个诱因换一下就可以了，变成"int nnn"，一切就都解决了。

我们来实现一个叫做int get_ticks()的函数，用这个函数来得到当前总共发生了多少次时钟中断。设置一个全局变量ticks，每发生一次时钟中断，它就加1，进程可以随时通过get_ticks()这个系统调用来得到这个值。

见syscall.asm：

_NR_get_ticks       equ 0 ; 要跟 global.c 中 sys_call_table 的定义相对应！
INT_VECTOR_SYS_CALL equ 0x90

global	get_ticks ; 导出符号

bits 32
[section .text]

get_ticks:
	mov	eax, _NR_get_ticks
	int	INT_VECTOR_SYS_CALL
	ret

这里将系统调用对应的中断号设为0x90，它只要不和原来的中断号重复即可。

马上来定义INT_VECTOR_SYS_CALL对应的中断门，protect.c：

PUBLIC void init_prot()
{
...
	init_idt_desc(INT_VECTOR_SYS_CALL,	DA_386IGate,
		      sys_call,			PRIVILEGE_USER);
...
}

这样我们就将第INT_VECTOR_SYS_CALL号中断与sys_call对应起来了。这里的call [sys_call_table+eax*4]（调用的是sys_call_table[eax]），与irq_table类似，sys_call_table是一个函数指针数组，每一个成员都指向一个函数，用以处理相应的系统调用。

extern	sys_call_table

global sys_call

sys_call:
        call    save

        sti

        call    [sys_call_table + eax * 4]
        mov     [esi + EAXREG - P_STACKBASE], eax

        cli

        ret

前面eax已被赋值为_NR_get_ticks（即0），而sys_call_table[0]已经初始化为sys_get_ticks，所以call [sys_call_table+eax*4]这一句调用的便是sys_get_ticks。

mov [esi+EAXREG-P_STACKBASE]，eax是把函数sys_call_table[eax]的返回值放在进程表中eax的位置，以便进程P被恢复执行时eax中装的是正确的返回值。

现在可以在进程中添加调用get_ticks的代码了：

void TestA()
{
	int i = 0;
	while (1) {
		get_ticks();
		disp_str("A");
		disp_int(i++);
		disp_str(".");
		delay(1);
	}
}

别忘了在kernel.asm和syscall.asm中导入和导出相应符号。

修改

void TestA()
{
	int i = 0;
	while (1) {
		disp_str("A");
		disp_int(get_ticks());
		disp_str(".");
		delay(1);
	}
}

运行如下，第一个是A0x0，第二个是A0x27，两次之间的“#”恰好是39个，我们的get_ticks一切正常：

【源码】