2019-2020-1 20199312《Linux内核原理与分析》第五周作业

使用库函数API获取当前时间

#include  <stdio.h>
#include  <time.h>
int main()
{
 time_tt tt;
 struct tm *t;//输出时变成可读的
 tt = time(NULL);//time系统调用
 t=localtime(&tt);
 printf("time:%d:%d:%d:%d:%d:%d\n",t->tm_year+1900,t->tm_mon,t->tm_mdata,t->tm_hour,t->tm_min,t->tm_sec);
 return 0;
}

系统调用概述

1. 系统调用的意义：操作系统为用户进程与硬件设备之间进行交互提供一组接口------系统调用

• 把用户从底层的硬件编程中解放出来
• 极大的提高了系统的安全性
• 使用户程序具有可移植性

1. 应用编程接口API和系统调用是不同的 只是一个函数定义 通过软中断向内核发出一个明确的指令
2. Libc库定义的一些API引用了封装例程

系统调用的三层皮

当用户态进程调用一个系统调用时，cPU切换带内核态开始执行内核函数

系统调用号，系统调用参数，函数调用时

用户态 内核态和中断处理过程

1. 区分用户态和内核态

• 一般现代CPU都有集中不同的指令执行级别
• 高执行级别下：该级别指令下，可以执行特权指令
• linux 0级用户态 3级内核态
• cs寄存器的最低的两位表明了代码的级别
• cs时代码段选择寄存器，eip是偏移量寄存器
• 0xc0000000以上的空间只有在内核状态下访问，都可以访问0x00000000-0xbffffffff的地址空间

中断处理时用户态进入内核态的主要方式。

系统调用是一种特殊的中断

寄存器上下文

从用户态切换到内核态是必须保存用户态的寄存器上下文 中断/int指令会在堆栈上保存一些寄存器的值 如：用户态的栈顶地址、当时的状态子、当时的cs:eip的值

保护现场 就是 进入中断程序 保存需要用到的寄存器的数据包

恢复现场 就是 退出中断程序 恢复保存

C语言代码中嵌入汇编代码

• “asm” 表示后面的代码为内嵌汇编，“asm”是“asm”的别名。
• “volatile” 表示编译器不要优化代码，后面的指令保留原样，“volatile”是它的别名。
  
  内嵌汇编语法如下：
  
  asm(
  
  汇编语句模板:
  
  输出部分:
  
  输入部分:
  
  破坏描述部分)
  
  一个简单的汇编模板：
• 表示C语言里的“b=a;”的代码:

int a=10,b;
asm("movl %1, %%eax;
     movl %%eax, %0;"
    :"=r"(b)          /*输出部分*/
    :"r"(a)           /*输入部分*/
    :"%eax"           /*毁坏部分*/
   );

里边r表示使用任意寄存器，%0、%1表示使用两个寄存器，一般只能%0~%9共十个操作数，按输入输出部变量出现顺序进行映射。

寄存器用两个百分号，是因为使用了%0%1这些数字使百分号有了特殊意义，所以在操作数出现的寄存器必须用双百分表示。

毁坏部里边的%eax表示eax寄存器在汇编代码块执行过程中会被改写，在执行前要保护好，这是提交给编译器决定的。