（莱昂氏unix源代码分析导读-23） 若干系统调用的实现

           

                                                                                           By cszhao1980

                                                                                                 

System call是提供给user进程的接口，使其可以主动进入内核，完成一些特殊的操作。

 

多数的sys call的实现很简单，莱昂留给大家分析，我在这里多说几句。

首先是35号系统调用——sleep。这个system call由sslep()函数处理，它的实现比较简单，

我们唯一需要注意的是，它的参数是通过r0传入的。当user进程要休眠一段时间时，会

调用此函数——其参数为醒来的时间。而sslep会用输入时间同tout[ ]数组内记录的下次叫

醒时间作比较，如果早于tout[ ]则更新tout[ ]，然后以tout[ ]数组的首地址为睡眠id，调用

sleep（汇编）例程进入睡眠。

 

显然，所有调用sleep sys call的进程都使用同样的睡眠id，而系统也仅仅记录了第一个要醒来

的时间（即tout数组）。这样，在进行进程唤醒时，所有进程都会醒来。因此，必须在进程醒

来后作一些额外（以确定是否需要再次睡眠）的工作。这样的设计似乎有些低效——莱昂也

提到了这一点。

 

然后是第35号sys call——nice，用来设置p_nice值，p_nice会用在setpri()那个古怪的算法里。显然，

用户进程可以通过设置nice来改变自己的优先级，但是根据setpri()的算法来看，其影响是有限的。

 

还有第43号sys call——times（2955: 1, &times, /* 43 = times */），用来获取与进程相关的6种时间。

 

0447: int u_utime; /* this process user time */

0448: int u_stime; /* this process system time */

0449: int u_cutime[2]; /* sum of childs' utimes */

0450: int u_cstime[2]; /* sum of childs' stimes */

 

这个sys call的实现很简单，但其内部调用了suword（0861）——这个汇编小程序指定地址的word拷贝

到前地址空间去，它同莱昂重点分析过的fuword的实现很相似，大家不妨看看，也温习一下莱昂的解析。

 

最后，来几个稍微复杂些的。

sbreak()——用来调整user data segment空间大小，莱昂书中给出了分析。但如果大家看的够仔细的话，可能

会有这样的疑问：

 

3371: if(estabur(u.u_tsize, u.u_dsize+d, u.u_ssize, u.u_sep))

3372: return;

……

3383: expand(i);

 

（1）         为什么先调用了estabur，而后才调用expand呢？

（2）         为什么可以这样做呢？

 

莱昂在这个问题上保持了自己简洁的风格——对此他仅有短短的一句注释：“3 3 7 1：检查新长

度是否满足对存储段的限制”。莱昂的注释解释了问题1，在他看来问题2不需要回答。

 

如果您觉得难以理解的话，让咱们复习一下estabur ()和expand()的用法：

estabur()的主要作用是：

（1）     验证输入三个segment的大小的合法性；

（2）     根据输入的user三个segment的大小，设置各个segment的protype地址；

（3）     然后，调用sureg()——此函数会根据segment的protype地址、私有空间首地址

               进行计算，并设置各个user地址register。

 

expand()的作用：

（1）     调整data地址空间大小——如果需要新分配空间，则还需要将原有的内

               容拷贝到新空间去，并重新设置进程的私有空间地址；

（2）     调用sureg()设置各个user地址register。

 

您一定要注意：protype地址是相对于进程user私有空间的偏移位置。

因此，调用estabur()后会有两个结果：

（1）         正确设置了protype地址；

（2）         （可能）错误设置了user address register。

 

但是，其后的expand()调用会修正这一错误——因此，“先调用estabur，而后才调用expand”是可行的。

 

很遗憾，我们现在还不讨论“exec”系统调用，要对它进行分析还需要我们积累更多的知识。

 

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