syscall勉強会 #1のまとめ

gistfile1.txt

* syscall勉強会 #1
 - 告知: http://connpass.com/event/700/

 - この勉強会の趣旨: Linuxシステムコールを通して、カーネルの仕組みを勉強する
   - システムコール == カーネルのAPI。プログラマにとって馴染みやすそう。

 - 本日のお題「getpid」
   - プロセスIDを取得するシステムコール
   - スライド: http://shomah4a.net/slides/linuxsyscall/01/
   - サンプルコード: http://shomah4a.net/slides/linuxsyscall/01/_downloads/sample.c

 - 実際にサンプルコードを動かしてみる
   - プロセスIDが表示される。そりゃそうだ。

 - 実際にソースコードを追ってみる

 - syscallの定義
   - include/linux/unistd.h => include/asm/unistd.h
   - __SYSCALL - arch/c6x/kernel/sys_c6x.c:51
     - キーがsyscall numberで値がsyscallを呼び出す関数のテーブルを作ってる

  - kernel/timer.cに定義されているらしいので飛んでみる

  - SYSCALL_DEFINE0(getpid) - kernel/timer.c:1405
    - SYSCALL_DEFINED0はシステムコールを定義するマクロ(引数0)
    - currentの型はtask_struct構造体 - include/linux/sched.h:1264
      - #define current get_current() - include/asm/current.h:17
      - プロセスの情報を表わす構造体
      - current変数は現在のプロセスの情報を保持している
      - ref http://www.coins.tsukuba.ac.jp/~yas/coins/os2-2010/2010-12-14/
      - task_structのpidが今回目的のプロセスID

 - 「もっとABIとかsystem callの深い所に潜ってみようぜ！」
   - ABI = Application Binary Interface
     - アプリケーションとOSの間の低レベルのインタフェース
     - ref http://ja.wikipedia.org/wiki/Application_Binary_Interface


 - arch/x86/kernel/entry_32.S
   - 「entry.S contains the system-call and fault low-level handling routines.」
   - sysenter_do_call - arch/x86/kernel/entry_32.S:427
     - syenterに対する割り込みハンドラ(sysenterが呼び出されるとここが実行される)
     - call *sys_call_table(,%eax,4) - arch/x86/kernel/entry_32.S:430
       - %eaxにはシステムコール番号がつまれているので、それに対応するsys_call_tableを実行している
   - ref http://stackoverflow.com/questions/2535989/what-are-the-calling-conventions-for-unix-linux-system-calls-on-x86-64

 - sys_call_tableはどこに定義されているの？
   - const sys_call_ptr_t sys_call_table[__NR_syscall_max+1] - arch/x86/kernel/syscall_32.c:18
     - [0 ... __NR_syscall_max] = &sys_ni_syscall, #include <asm/syscalls_32.h>
       - [N ... N'] は C99で追加された文法らしい
       - 0から__NR_syscall_maxのシステム例外を返すsys_ni_syscallで初期化
       - その後asm/syscalls_32.hで後から上書き
         - asm/syscall_32.hはコンパイル時にarch/x86/syscall/syscalltbl.shを使って生成
           - 元データ:syscall_32.tbl

 - glibc-2.16/sysdeps/unix/sysv/linux/i386/sysdep.h
   - INTERNAL_SYSCALL
     - syscall割り込みを実際に発生させている所
     -

 - 三種類のシステム命令
   - int 80
     - 昔からあった命令。メモリにアクセスするのでオーバーヘッドが高い
   - sysenter
     - pen2以降で追加した命令。レジスタだけで完結するので速い
   - syscall
     - AMDがK6で導入した命令(らしい)

 - 今後の話
   - プロセス,スケジュール,ネットワーク,メモリ
     - プロセス、スケジューリング回りをベースに本を呼んでいくのはどう？
     - minixを見るのとかはどう？
     - プロのためのLinuxシステム10年効く技術
   -

参考リンク
Calling Convention についての stackoverflow
http://stackoverflow.com/questions/2535989/what-are-the-calling-conventions-for-unix-linux-system-calls-on-x86-64

int 2E/sysenter/syscall考察
http://www.marbacka.net/asm64/arkiv/int2e_sysenter_syscall.html

Introduction to UNIX assembly programming
http://asm.sourceforge.net/intro/hello.html

2012/06/08 第１７回 IT基礎技術勉強会 メモ
http://kozos.jp/group/017/memo_euc.txt