Linux内核之中断INT 0x80的作用

当进程执行系统调用时，先调用系统调用库中定义某个函数，该函数通常被展开成前面提到的_syscallN的形式通过INT 0x80来陷入核心，其参数也将被通过寄存器传往核心。 
在这一部分，我们将介绍INT 0x80的处理函数system_call。 
思考一下就会发现，在调用前和调用后执行态完全不相同：前者是在用户栈上执行用户态程序，后者在核心栈上执行核心态代码。那么，为了保证在核心内部执行完系统调用后能够返回调用点继续执行用户代码，必须在进入核心态时保存时往核心中压入一个上下文层；在从核心返回时会弹出一个上下文层，这样用户进程就可以继续运行。 
那么，这些上下文信息是怎样被保存的，被保存的又是那些上下文信息呢？这里仍以x86为例说明。 
在执行INT指令时，实际完成了以下几条操作： 
（1） 由于INT指令发生了不同优先级之间的控制转移，所以首先从TSS（任务状态段）中获取高优先级的核心堆栈信息（SS和ESP）； 
（2） 把低优先级堆栈信息（SS和ESP）保留到高优先级堆栈（即核心栈）中； 
（3） 把EFLAGS，外层CS，EIP推入高优先级堆栈（核心栈）中。 
（4） 通过IDT加载CS，EIP（控制转移至中断处理函数） 
然后就进入了中断0x80的处理函数system_call了，在该函数中首先使用了一个宏SAVE_ALL，该宏的定义如下所示： 
#define SAVE_ALL \ 
cld; \ 
pushl %es; \ 
pushl %ds; \ 
pushl %eax; \ 
pushl %ebp; \ 
pushl %edi; \ 
pushl %esi; \ 
pushl %edx; \ 
pushl %ecx; \ 
pushl %ebx; \ 
movl $(__KERNEL_DS),%edx; \ 
movl %edx,%ds; \ 
movl %edx,%es; 
该宏的功能一方面是将寄存器上下文压入到核心栈中，对于系统调用，同时也是系统调用参数的传入过程，因为在不同特权级之间控制转换时，INT指令不同于CALL指令，它不会将外层堆栈的参数自动拷贝到内层堆栈中。所以在调用系统调用时，必须先象前面的例子里提到的那样，把参数指定到各个寄存器中，然后在陷入核心之后使用SAVE_ALL把这些保存在寄存器中的参数依次压入核心栈，这样核心才能使用用户传入的参数。 

下面给出system_call的源代码： 
ENTRY(system_call) 
pushl %eax # save orig_eax 
SAVE_ALL 
GET_CURRENT(%ebx) 
cmpl $(NR_syscalls),%eax 
jae badsys 
testb $0x20,flags(%ebx) # PF_TRACESYS 
jne tracesys 
call *SYMBOL_NAME(sys_call_table)(,%eax,4) 
. . . . . . 
在这里所做的所有工作是： 
Ⅰ.保存EAX寄存器，因为在SAVE_ALL中保存的EAX寄存器会被调用的返回值所覆盖； 
Ⅱ.调用SAVE_ALL保存寄存器上下文； 
Ⅲ.判断当前调用是否是合法系统调用（EAX是系统调用号，它应该小于NR_syscalls）； 
Ⅳ.如果设置了PF_TRACESYS标志，则跳转到syscall_trace，在那里将会把当前程挂起并向其父进程发送SIGTRAP，这主要是为了设置调试断点而设计的； 
Ⅴ.如果没有设置PF_TRACESYS标志，则跳转到该系统调用的处理函数入口。这里是以EAX（即前面提到的系统调用号）作为偏移，在系统调用表sys_call_table中查找处理函数入口地址，并跳转到该入口地址。 

原文地址：http://blogold.chinaunix.net/u2/65427/showart_712571.html