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挥泪大甩分，关于系统函数fork函数定义的具体实现
来源: 互联网 发布时间：2016-05-29
本文导语: 内核是linux0.11版本，里面的fork()用于创建子进程。 但我现在在找这个函数的具体定义时遇到了一些困难。 先把我的查找过程说下： 1、init里的main.c中有static inline _syscall0 (int, fork)； 2、在unistd.h中找到_syscall0是个宏...
内核是linux0.11版本，里面的fork()用于创建子进程。
但我现在在找这个函数的具体定义时遇到了一些困难。
先把我的查找过程说下：
1、init里的main.c中有static inline _syscall0 (int, fork)；
2、在unistd.h中找到_syscall0是个宏，定义如下
感觉是int fork(void){....};
具体实现主要是：
__asm__ volatile ( "int $0x80" // 调用系统中断0x80。
:"=a" (__res) // 返回值??eax(__res)。
:"" (__NR_
##name)); 其中的__NR_##name是2，用来在一个指针函数的数组中作为索引号用的
这个数组定义如下：
感觉有点眉目了
3、继续解释这个指令
感觉主要是调用系统中断0x80
4、在汇编代码system_call.s中找到该中断的中断处理函数
大概如下
#### int 0x80 --linux 系统调用入口点(调用中断int 0x80，eax 中是调用号)。
# 下面这句操作数的含义是：调用地址 = _sys_call_table + %eax * 4。参见列表后的说明。
# 对应的C 程序中的sys_call_table 在include/linux/sys.h 中，其中定义了一个包括72 个
# 系统调用C 处理函数的地址数组表。
call _sys_call_table(,%eax,4)
如果上面的eax放的是__NR_##name，即2
那么call _sys_call_table(,%eax,4)
相当于call sys_fork()
在该文件的下面一点找到该函数的定义
#### sys_fork()调用，用于创建子进程，是system_call 功能2。原形在include/linux/sys.h 中。
# 首先调用C 函数find_empty_process()，取得一个进程号pid。若返回负数则说明目前任务数组
# 已满。然后调用copy_process()复制进程。
问题1:请问我这个思路是不是对的。
问题2：汇编调用C函数为什么名字不一样啊
汇编里是_find_empty_process 而在fork.c里该函数名字是find_empty_process（）
汇编这样调用能找到这个函数么？？？？
问题3：__asm__ volatile ( "int $0x80" // 调用系统中断0x80。
:"=a" (__res) // 返回值??eax(__res)。
:"" (__NR_
##name));这个内嵌汇编里的__NR_##name值是怎么传给eax的？以让后面的call _sys_call_table(,%eax,4)正确调用sysfork;
希望能给我详细讲解这条指令：__asm__ volatile （仅这条）调用中断int $0x80的具体操作
谢谢了
80分
闲少还可以继续加！
但我现在在找这个函数的具体定义时遇到了一些困难。
先把我的查找过程说下：
1、init里的main.c中有static inline _syscall0 (int, fork)；
2、在unistd.h中找到_syscall0是个宏，定义如下
#define _syscall0(type,name)进行参数替换
type name(void)
{
long __res;
__asm__ volatile ( "int $0x80" // 调用系统中断0x80。
:"=a" (__res) // 返回值??eax(__res)。
:"" (__NR_
##name)); // 输入为系统中断调用号__NR_name。
if (__res >= 0) // 如果返回值>=0，则直接返回该值。
return (type) __res; errno = -__res; // 否则置出错号，并返回-1。
return -1;}
感觉是int fork(void){....};
具体实现主要是：
__asm__ volatile ( "int $0x80" // 调用系统中断0x80。
:"=a" (__res) // 返回值??eax(__res)。
:"" (__NR_
##name)); 其中的__NR_##name是2，用来在一个指针函数的数组中作为索引号用的
这个数组定义如下：
typedef int (*fn_ptr) ();而__NR_##name的值为2感觉正好对应着上面那个数组里的sys_call_table[2]（也就是sys_fork）
在sys.h中
fn_ptr sys_call_table[] = { sys_setup, sys_exit, sys_fork, sys_read,
sys_write, sys_open, sys_close, sys_waitpid, sys_creat, sys_link,
sys_unlink, sys_execve, sys_chdir, sys_time, sys_mknod, sys_chmod,
sys_chown, sys_break, sys_stat, sys_lseek, sys_getpid, sys_mount,
sys_umount, sys_setuid, sys_getuid, sys_stime, sys_ptrace, sys_alarm,
sys_fstat, sys_pause, sys_utime, sys_stty, sys_gtty, sys_access,
sys_nice, sys_ftime, sys_sync, sys_kill, sys_rename, sys_mkdir,
sys_rmdir, sys_dup, sys_pipe, sys_times, sys_prof, sys_brk, sys_setgid,
sys_getgid, sys_signal, sys_geteuid, sys_getegid, sys_acct, sys_phys,
sys_lock, sys_ioctl, sys_fcntl, sys_mpx, sys_setpgid, sys_ulimit,
sys_uname, sys_umask, sys_chroot, sys_ustat, sys_dup2, sys_getppid,
sys_getpgrp, sys_setsid, sys_sigaction, sys_sgetmask, sys_ssetmask,
sys_setreuid, sys_setregid
};
感觉有点眉目了
3、继续解释这个指令
__asm__ volatile ( "int $0x80" // 调用系统中断0x80。
:"=a" (__res) // 返回值??eax(__res)。
:"" (__NR_
##name));
感觉主要是调用系统中断0x80
4、在汇编代码system_call.s中找到该中断的中断处理函数
大概如下
#### int 0x80 --linux 系统调用入口点(调用中断int 0x80，eax 中是调用号)。
.align 2
_system_call:
cmpl $nr_system_calls-1,%eax # 调用号如果超出范围的话就在eax 中置-1 并退出。
ja bad_sys_call
5.5 system_call.s 程序
push %ds # 保存原段寄存器值。
push %es
push %fs
pushl %edx # ebx,ecx,edx 中放着系统调用相应的C 语言函数的调用参数。
pushl %ecx # push %ebx,%ecx,%edx as parameters
pushl %ebx # to the system call
movl $0x10,%edx # set up ds,es to kernel space
mov %dx,%ds # ds,es 指向内核数据段(全局描述符表中数据段描述符)。
mov %dx,%es
movl $0x17,%edx # fs points to local data space
mov %dx,%fs # fs 指向局部数据段(局部描述符表中数据段描述符)。
# 下面这句操作数的含义是：调用地址 = _sys_call_table + %eax * 4。参见列表后的说明。
# 对应的C 程序中的sys_call_table 在include/linux/sys.h 中，其中定义了一个包括72 个
# 系统调用C 处理函数的地址数组表。
call _sys_call_table(,%eax,4)
如果上面的eax放的是__NR_##name，即2
那么call _sys_call_table(,%eax,4)
相当于call sys_fork()
在该文件的下面一点找到该函数的定义
#### sys_fork()调用，用于创建子进程，是system_call 功能2。原形在include/linux/sys.h 中。
# 首先调用C 函数find_empty_process()，取得一个进程号pid。若返回负数则说明目前任务数组
# 已满。然后调用copy_process()复制进程。
.align 2里面的_find_empty_process和copy_process()就是fork的主要子函数了.
_sys_fork:
call _find_empty_process # 调用find_empty_process()(kernel/fork.c,135)。
testl %eax,%eax
js 1f
push %gs
pushl %esi
pushl %edi
pushl %ebp
pushl %eax
call _copy_process # 调用C 函数copy_process()(kernel/fork.c,68)。
addl $20,%esp # 丢弃这里所有压栈内容。
1: ret
问题1:请问我这个思路是不是对的。
问题2：汇编调用C函数为什么名字不一样啊
汇编里是_find_empty_process 而在fork.c里该函数名字是find_empty_process（）
汇编这样调用能找到这个函数么？？？？
问题3：__asm__ volatile ( "int $0x80" // 调用系统中断0x80。
:"=a" (__res) // 返回值??eax(__res)。
:"" (__NR_
##name));这个内嵌汇编里的__NR_##name值是怎么传给eax的？以让后面的call _sys_call_table(,%eax,4)正确调用sysfork;
希望能给我详细讲解这条指令：__asm__ volatile （仅这条）调用中断int $0x80的具体操作
谢谢了
80分
闲少还可以继续加！
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问题1:请问我这个思路是不是对的。
貌似大家都是这么干的！
问题2：汇编调用C函数为什么名字不一样啊
gcc编译器在生成汇编代码，其函数名及变量名前都会都会加_，所以汇编在使用时必须在其前面加_
问题3：__asm__ volatile ( "int $0x80" // 调用系统中断0x80。
:"=a" (__res) // 返回值??eax(__res)。
:"" (__NR_ ##name));这个内嵌汇编里的__NR_##name值是怎么传给eax的？以让后面的call _sys_call_table(,%eax,4)正确调用sysfork;
希望能给我详细讲解这条指令：__asm__ volatile （仅这条）调用中断int $0x80的具体操作
貌似这个属于早期的gcc版本形式的嵌入式汇编：
__asm__ volatile ( "int $0x80" // 告诉编译器不要优化这条指令，其内容为调用系统中断0x80
:"=a" (__res) // 输出部：中断调用的返回值 eax 与变量 _res 保持一致
:"" (__NR_ ##name)); // 输入部：用__NR_##name对应的值来初始化寄存器eax
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帮up
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真是好贴！
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问题1:请问我这个思路是不是对的。
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差不多，但是有一個地方需要強調一下。static inline _syscall0 (int, fork)，這個實際上隱含指出了系統調用的參數個數，注意這裡是以0結尾的，也就是說這個系統調用不需要傳遞參數。你應該還能從代碼中看到_syscall1,_syscall2這樣的定義。
问题2：汇编调用C函数为什么名字不一样啊
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gcc的C編譯器compile的時候，會在函數名字前面加上一個下劃綫，所以在彙編裏面調用C的函數的時候，要手動的加上這個下劃綫。注意：這裡說的是C編譯器，不包括C++的，C++的編譯器和C的有很多的不同，所以才會有extern "C"的存在。
汇编里是_find_empty_process 而在fork.c里该函数名字是find_empty_process（）
汇编这样调用能找到这个函数么？？？？
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這個已經在問題2中回答了。
问题3：__asm__ volatile ( "int $0x80" // 调用系统中断0x80。
:"=a" (__res) // 返回值??eax(__res)。
:"" (__NR_
##name));这个内嵌汇编里的__NR_##name值是怎么传给eax的？以让后面的call _sys_call_table(,%eax,4)正确调用sysfork;
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__asm__ 這個是關鍵字，C裏面內嵌AT&T的彙編需要這個關鍵字
volatile 這個關鍵字的含義是是說，不要對內嵌的彙編語句做任何的優化
int $0x80 彙編指令。調用0x80中斷，linux下的軟中斷
"=a" (__res) 返回值保存在%eax寄存器中，然後轉存到變數res裏面去
:"" (__NR_##name)這裡是系統終端號，在unistd.h裏面定義了
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差不多，但是有一個地方需要強調一下。static inline _syscall0 (int, fork)，這個實際上隱含指出了系統調用的參數個數，注意這裡是以0結尾的，也就是說這個系統調用不需要傳遞參數。你應該還能從代碼中看到_syscall1,_syscall2這樣的定義。
问题2：汇编调用C函数为什么名字不一样啊
---------------------------------------------------------------------------
gcc的C編譯器compile的時候，會在函數名字前面加上一個下劃綫，所以在彙編裏面調用C的函數的時候，要手動的加上這個下劃綫。注意：這裡說的是C編譯器，不包括C++的，C++的編譯器和C的有很多的不同，所以才會有extern "C"的存在。
汇编里是_find_empty_process 而在fork.c里该函数名字是find_empty_process（）
汇编这样调用能找到这个函数么？？？？
---------------------------------------------------------------------------
這個已經在問題2中回答了。
问题3：__asm__ volatile ( "int $0x80" // 调用系统中断0x80。
:"=a" (__res) // 返回值??eax(__res)。
:"" (__NR_
##name));这个内嵌汇编里的__NR_##name值是怎么传给eax的？以让后面的call _sys_call_table(,%eax,4)正确调用sysfork;
----------------------------------------------------------------------------
__asm__ 這個是關鍵字，C裏面內嵌AT&T的彙編需要這個關鍵字
volatile 這個關鍵字的含義是是說，不要對內嵌的彙編語句做任何的優化
int $0x80 彙編指令。調用0x80中斷，linux下的軟中斷
"=a" (__res) 返回值保存在%eax寄存器中，然後轉存到變數res裏面去
:"" (__NR_##name)這裡是系統終端號，在unistd.h裏面定義了
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帮顶
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学习!
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客气了，大家互相学习，呵呵
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貌似还没结贴？。。我也来说下吧。最近也刚开始研究这些东西，有说的不对的地方请指正。
前面的问题大家都说了，我只说下最后一个吧。
问题3：__asm__ volatile ( "int $0x80" // 调用系统中断0x80。
:"=a" (__res) // 返回值??eax(__res)。
:"" (__NR_
##name));这个内嵌汇编里的__NR_##name值是怎么传给eax的？以让后面的call _sys_call_table(,%eax,4)正确调用sysfork;
希望能给我详细讲解这条指令：__asm__ volatile （仅这条）调用中断int $0x80的具体操作
谢谢了
80分
闲少还可以继续加！
～～～～～～～～～～～～～～～～
__asm__ volatile ( "int $0x80" // 调用系统中断0x80。
:"=a" (__res) // 返回值??eax(__res)。
:"" (__NR_
##name));
开头你自己也说了NR_name 是定义的好的值。具体在unistd.h>头文件里。怎么传给eax的？:"" (__NR_
##name) 这条语句就是传给eax的意思。引号中省略表示用和输出一样的寄存器，也就是输出中的a（eax）。gcc嵌入汇编的格式你应该了解吧。int $0x80就是调用系统中断了，设置系统中断的操作在sched.c 最后一行 set_system_gate(0x80,&system_call); set_system_gate是一个嵌入式宏汇编语句，设置中断描述符表表项。具体实现在system.h.这样调用0x80系统中断后，执行的是system_call eax中存放的是定义好的NR_name的值，以后处理过程你都说了。
前面的问题大家都说了，我只说下最后一个吧。
问题3：__asm__ volatile ( "int $0x80" // 调用系统中断0x80。
:"=a" (__res) // 返回值??eax(__res)。
:"" (__NR_
##name));这个内嵌汇编里的__NR_##name值是怎么传给eax的？以让后面的call _sys_call_table(,%eax,4)正确调用sysfork;
希望能给我详细讲解这条指令：__asm__ volatile （仅这条）调用中断int $0x80的具体操作
谢谢了
80分
闲少还可以继续加！
～～～～～～～～～～～～～～～～
__asm__ volatile ( "int $0x80" // 调用系统中断0x80。
:"=a" (__res) // 返回值??eax(__res)。
:"" (__NR_
##name));
开头你自己也说了NR_name 是定义的好的值。具体在unistd.h>头文件里。怎么传给eax的？:"" (__NR_
##name) 这条语句就是传给eax的意思。引号中省略表示用和输出一样的寄存器，也就是输出中的a（eax）。gcc嵌入汇编的格式你应该了解吧。int $0x80就是调用系统中断了，设置系统中断的操作在sched.c 最后一行 set_system_gate(0x80,&system_call); set_system_gate是一个嵌入式宏汇编语句，设置中断描述符表表项。具体实现在system.h.这样调用0x80系统中断后，执行的是system_call eax中存放的是定义好的NR_name的值，以后处理过程你都说了。
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