MIPS架构系统调用指令答案

【问题标题】：MIPS architecture syscall instructionMIPS架构系统调用指令
【发布时间】：2011-05-09 15:09:36
【问题描述】：

系统调用指令在MIPS中的作用是什么？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

系统调用用于向内核请求服务。对于 MIPS，服务编号/代码必须在 $v0 中传递，参数在其他几个指定的寄存器中传递。例如，要打印，我们可能会这样做：

li $v0, 1
add $a0, $t0, $zero
syscall

在这种情况下，1 是打印整数的服务代码。第二条指令有效地执行从 $t0 到 $a0 的复制，这是保存参数的指定寄存器（在这种情况下，是要打印的整数）。给出了服务和相应参数的列表： http://courses.missouristate.edu/KenVollmar/Mars/Help/SyscallHelp.html

【讨论】：

如果在当前程序已经处于内核模式时使用 syscall 指令会发生什么？除了用户模式和内核模式之外，MIPS 还有其他模式吗？

【解决方案2】：

当您跳出像 MARS 或 SPIM 这样的系统调用有些人为的模拟器环境时，这一点会变得更加明显。在真正的 MIPS 机器上，您将使用它来转移控制内核来调用特定功能。

例如，这是一个用于 linux 机器的 MIPS 32 位程序集的基本 hello world 程序（我 95% 确定这是在 mipsel 安装上，这对这个问题并不重要）

# CS341L Fall 2008
# Lab Exercise #1
# Matthew J. Barrick <barrick@cs.unm.edu>

#include <asm/regdef.h> 
#include <sys/syscall.h>

.data
    hello:  .asciz  "Hello World\n"
    length: .word   12
.text
    .globl  main
    .ent    main
main:
    li  a0, 1
    la  a1, hello
    lw  a2, length
    li  v0, SYS_write
    syscall
    move    v0, zero
    jr  ra
    .end    main

这与 C 代码非常接近（如果您在遵循 MIPS 程序集时遇到问题）。

#include <stdio.h>

int main(int argc, char** argv) {
    char* hello = "Hello World\n";
    write(STDOUT_FILENO,hello, 12);
    return 0;
}

首先请注意，包含头文件是为了给寄存器提供符号名称（asm/regdef.h）和一个头文件，它将为系统调用提取符号名称（sys/syscall.h），所以我们不必参考按编号发送到系统调用。这里进行系统调用的约定与调用函数几乎相同，加载带有参数的#寄存器，然后我们将我们想要的系统调用加载到 $v0 并调用系统调用。 SYS_write 对应于 linux/unix 的基本 write(2) 函数（1 为标准输出）。

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

所以我们告诉内核写入文件句柄 1 (stdout)，字符串 hello，使用长度字节。在 linux 上，您可以看到所有可用的不同系统调用的 syscalls(2)，但它们几乎对应于内核提供的核心功能，以及 (g)libc 为 C/C++ 程序包装或构建的核心功能。

Linux（和大多数 unix-like 回到 4BSD 路线）有一个函数 syscall(2)，它实际上是同一件事。

一旦你开始做更复杂的事情，你会发现自己将调用系统调用包装成方便的函数，或者更好的是只调用相应的 libc 版本（令人惊讶地容易做到，但需要另外讨论）。

【讨论】：