由一段代码解析系统调用的原理

朱宇轲 + 原创作品转载请注明出处 + 《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000

　　在本次的实验中，我们将通过用C和汇编实现的同样一段代码来解析系统调用的过程。

废话少说，开始实验！

C语言程序如下所示：

/*test.c*/#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
int main()
{
	int status;
	int type=S_IRWXG;
	char string[]="./newdir";
	status=mkdir(string,type);
	return 0;
}

　　汇编语言程序如下所示：

/*test2.c*/#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
int main()
{
	int status;
	int type=S_IRWXG;
	char string[]="./newdir2";
	asm volatile(
		"mov $0x27,%%eax\n\t"
		"int $0x80\n\t"
		"mov %%eax,%0\n\t"
		:"=m"(status)
		:"b"(string),"c"(type)
	);
	return 0;
}

　　我们本次使用的API是mkdir函数，它是Linux下的创建目录函数。它的函数原型是：

int mkdir(const char *path, mode_t mode);

参数：

path是目录名

mode是目录权限

返回值：

返回0 表示成功， 返回 -1表示错误，并且会设置errno值。

执行C程序后的运行结果是：

　　可以看见编译执行text.c后，home中多出了newdir目录。

　　执行汇编程序后的结果是：

　　可以看见编译执行text2.c后，home中多出了newdir2目录。

接下来分析汇编程序。

	asm volatile(
		"mov $0x27,%%eax\n\t"
		"int $0x80\n\t"
		"mov %%eax,%0\n\t"
		:"=m"(status)
		:"b"(string),"c"(type)
	);

　　首先，将存储着目录名与权限的变量string和type存入ebx与ecx中，当做mkdir的参数传入（代码第六行）。

之后，将要调用的系统调用号0x27(十进制的话就是39，对应mkdir函数)传入eax中，然后通过int命令触发中断，进入中断处理程序。带中断处理结束后，再讲eax的内容返回至status变量，这样mkdir就算是调用完成了。

　　系统调用的执行过程实际上就是像老师课上讲的那样，分为API->中断处理程序->系统调用三个层次。注意系统调用和API并不是一一对应的，有可能一个API对应多个系统调用，也有可能一个系统调用对应多个API。我个人理解，API实际上可以算是对系统调用的封装。具体的执行过程，如下所示。

　　本次就分析到这里，谢谢大家。