Quik Note: Системные вызовы Linux

Один из основных механизмов системы который нам строить и жить помогает - это механизм системных вызовов. Как ни странно о том чтоже это такое можно долго читать и так ничего и не понять.

Для начала приведем то, что об этом говорит Таненбаум. Он говрит (и ему можно верить) что современный компьютер состоит из нескольких абстрактных уровней: микроархитектурный, уровень архитектуры команд и уровень операционной системы. В свою очередь на уровне операционной системы находится некоторый набор команд доступных прикладному программисту. В этом наборе помимо команд более низкого уровня содержатся и системные вызовы.

Если предыдущий абзац был не понят, то ничего от этого не изменится и это никак не помешает использовать эти самые вызовы в своих целях.

Вообще их можно воспринимать как своеобразные API для доступа к аппаратным ресурсам (главное не путать их с API пользовательского уровня).

Но лучше перейти к практики, а так можно до бесконечности.

Что происходит когда программист запрашивает открытие какого лирбо файла с помощью функции fopen() системной библиотеки libc ?

А происходит следующее:

0x00h) Внутри вункции fopen() происходит вызов системного вызова (но это только начало). Посмотрим в детали. Вызвать системный вызов можно двумя способами - используя ассемблерную иструкцию int 0x80h (классика жанра) или вызвать ассемблерную инструкцию sysenter (доступной начиная со времен процессоров Intel Pentium II). Во всех последних версиях ядер Linux поддерживаются оба способа.

 push dword mode //Все аргументы передаются через стек по stdcall соглашению
push dword flags
push dword path
mov eax, 5 // Номер системного вызова передается через eax (5 = __NR_open)
int 80h

или sysenter (правда не особо к месту, AT&T синтаксис и подробнее расписан тут)

 #include 
int pid;
int main (){
 __asm (
  "movl $20, %eax \n" // Номер системного вызова
  "call *%gs:0x10 \n"
  "movl %eax, pid \n" // Сохраняем значение
 );
 printf ("pid: %d\n", pid);
 return 0;
}

0x01h) Обработчик этого вызова располагается в самом ядре (arch/x86/kernel/entry_32.S):

 syscall_call:
 call *sys_call_table(,%eax,4) // Используя таблицу системных вызовов вычисляем адрес запрошенного систменого вызова
 movl %eax,PT_EAX(%esp)          // store the return value

Таблица системных вызовов это специальный массив содержащий в себе адреса всех системных вызовов. Индекс нужного вызова можно посмотреть в include/asm/unistd_32.h.

0xo2h) Дальше управление наконецто переходит к самому системному вызову

0x03h) После этого происходит востановление возвращаемого значения и поройдя еще есколько процедур управление передается туда от куда пришло.

Это всеголишь квик нот то больше подробностей описывать не будем, темболее что их и так много:

тут http://www.int80h.org/
тут http://manugarg.googlepages.com/systemcallinlinux2_6.html
еще очень подробно расписанно тут http://rflinux.blogspot.com/2008/03/linux-syscalls-linux.html