Linux Kernel (Ядро линукса) (часть 2)

Обработчик системного вызова и служебные процедуры

Когда процесс режима пользователя делает системный вызов, процессор переключается в режим ядра и приступает к выполнению функции ядра. Как мы увидим в следующем разделе, в архитектуре 8086 системный вызов Linux может быть сделан двумя разными способами. Впрочем, в обоих случаях результатом будет переход на некоторую ассемблерную функцию, называемую обработчиком системного вызова.

Поскольку в ядре реализовано много разных системных вызовов, процесс режима пользователя должен передавать параметр, содержащий номер системного вызова, который служит для идентификации вызова. В Linux для этой цели используется регистр еах. Как мы увидим в разд. "Передача параметров" далее в этой главе, при совершении системного вызова обычно передаются и дополнительные параметры.

Все системные вызовы возвращают целые значения. Соглашения, принятые для этих возвращаемых значений, отличны от тех, что приняты для интерфейсных процедур. В ядре положительное или нулевое значение свидетельствует об успешном завершении системного вызова, а отрицательное — об ошибке. В последнем случае абсолютная величина значения является кодом ошибки, который должен быть возвращен прикладной программе в переменной errno. Ядро никак не использует эту переменную, зато интерфейсные процедуры записывают в нее значение после возврата управления от системного вызова.

Обработчик системного вызова, имеющий структуру, аналогичную структуре других обработчиков прерываний, выполняет следующие действия:
- сохраняет содержимое большинства регистров в стеке режима ядра (эта операция является общей для всех системных вызовов, и она закодирована на языке ассемблера);
- обрабатывает системный вызов с помощью специальной функции, написанной на языке С, которая называется служебной процедурой системного вызова;
- выполняет корректный выход: загружает в регистры значения, сохраненные в стеке режима ядра, и переключает процессор из режима ядра в режим пользователя (эта операция является общей для всех системных вызовов, и она закодирована на языке ассемблера).

Имя служебной процедуры, ассоциированной с системным вызовом xyz , обычно имеет формат sys xyz ; впрочем, из этого правила есть несколько исключений.сделавшей системный вызов, соответствующей интерфейсной процедурой, обработчиком системного вызова и служебной процедурой системного вызова. Стрелки обозначают передачу управления от одной функции к другой. Конструкции "syscall" и "sysexit" являются условными заменителями реальных команд на языке ассемблера, которые переключают процессор, соответственно, из режима пользователя в режим ядра и обратно.

Чтобы ассоциировать номер каждого системного вызова с соответствующей служебной процедурой, ядро пользуется таблицей диспетчеризации системных вызовов, которая хранится в массиве sys caii tabie и содержит NR_syscalls записей (289 в ядре Linux 2.6.11). В таблице п-я запись содержит адрес служебной процедуры для системного вызова с номером п.

Макрос NR_syscalls является всего лишь статическим ограничением количества системных вызовов, реализуемых в системе; он не показывает фактическое количество реализованных системных вызовов. В реальности любая запись таблицы может содержать адрес функции sys ni syscaii о, которая представляет собой служебную процедуру "нереализованных" системных вызовов и просто возвращает код ошибки -enosys.