系统调用分析-sysinfo()

几个基本的关系：
1、系统调用 & API
应用程序编程接口（API）是一个函数定义，例如常见的sysinfo(),getpid(),open()等函数，这些函数说明了如何获得一个给定的服务；
系统调用是通过软中断向内核发出一个明确的请求。
有些API的实现调用了多组系统调用，而有些则不需要内核提供信息，就不用系统调用。
2、系统调用 & 系统命令
系统命令相对于API高一层，每个系统命令都是一个可执行程序，例如：ls等，这些命令都使用了系统调用。
3、系统调用 & 内核函数
内核函数与普通函数在形式上没有什么区别，只不过前者在内核实现，需要满足一些内核编程的要求；
系统调用是用户进入内核的接口层，它本身并非内核函数，它由内核函数实现。

进入内核后，不同的系统调用调用对应的内核函数，这些函数被称为系统调用的服务例程，例如getpid()实际调用的服务例程为sys_getpid()。现在用SYSCALL_DEFINE0代替。

#define SYSCALL_DEFINE0(name) asmlinkage long sys_##name(void)

现在来以sysinfo()系统调用为例来分析它的执行过程。
a、用户态下的sysinfo()函数
b、经过libc库的封装
c、经过int 0×80陷入内核
由硬件完成。
d、system_call处理找到对应的服务例程

ENTRY(system_call)
        RING0_INT_FRAME                 # can't unwind into user space anyway
        pushl %eax                      # save orig_eax
        CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4
        SAVE_ALL
        GET_THREAD_INFO(%ebp)
                                        # system call tracing in operation / emulation
        testl $_TIF_WORK_SYSCALL_ENTRY,TI_flags(%ebp)
        jnz syscall_trace_entry
        cmpl $(nr_syscalls), %eax
        jae syscall_badsys
syscall_call:
        call *sys_call_table(,%eax,4)
        movl %eax,PT_EAX(%esp)          # store the return value
syscall_exit:
            ......

首先保存系统调用号%eax；
SAVE_ALL：将系统调用的参数压到内核栈中.
e、经过上面的宏处理后到函数 SYSCALL_DEFINE1(sysinfo, struct sysinfo __user *, info)

SYSCALL_DEFINE1(sysinfo, struct sysinfo __user *, info)
{
        struct sysinfo val;

        do_sysinfo(&val);

        if (copy_to_user(info, &val, sizeof(struct sysinfo)))
                return -EFAULT;

        return 0;
}

该函数首先执行do_sysinfo()函数去填充val结构体，然后调用copy_to_user()函数将数据拷贝到用户态缓冲区中。

总结一下：系统调用首先通过libc库分装，然后通过int 0×80陷入内核，system_call处理，内核函数的实现，放回数据给用户。

其中有些细节没有说到，需要对应代码去一步步分析，例如上面提到的SAVE_ALL这个宏通过反汇编编译内核后的vmlinuz文件，在system_call处可以看到SAVE_ALL的具体执行过程。

转自：