[發明專利]在Linux內核中實現仿Windows系統調用機制的方法

無效

• 申請號: 201010622299.6
• 申請日: 2010-12-29
• 公開（公告）號: CN102073532A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 周立煒;費海林;毛德操
• 申請（專利權）人: 浙大網新科技股份有限公司
• 主分類號: G06F9/45
• 分類號: G06F9/45
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

技術領域

本發明涉及計算機操作系統領域，尤其是一種在Linux內核中實現仿Windows系統調用機制的方法。

背景技術

操作系統相當于計算機的靈魂，任何計算機都離不開操作系統，同時也都受操作系統的限制，所有的應用軟件都是基于某種特定操作系統的，都只能在這種特定的操作系統上運行，搬到別的操作系統上就不能運行。操作系統的核心稱為“內核”，內核為應用軟件提供特定的運行環境、并提供基本的操作能力，應用軟件對這些基本操作能力的調用稱為“系統調用”。盡管不同操作系統所提供的基本操作能力在總體上頗為相似，但每個操作系統內核所提供的系統調用及其集合卻又都是獨特的，不能混用。所以，凡是應用軟件都是基于特定操作系統內核的，或者說都是與特定操作系統內核綁定的，Windows應用只能在Windows內核上運行，而Linux應用也只能在Linux內核上運行。

如果能讓Windows應用軟件直接在Linux操作系統即Linux內核上運行，那么用戶就有可能擺脫對Windows操作系統的依賴、而改用Linux操作系統，這顯然是很有意義的。然而要實現這個目標就必須解決讓Linux內核支持Windows系統調用的問題。

解決這個問題的總的思路是：首先在Linux內核中實現Windows系統調用的機制；然后逐個將Windows的系統調用嫁接到與之對應的Linux系統調用上，再加以必要的修改，如果沒有對應的Linux系統調用就在Linux內核中加以實現。所謂“系統調用的機制”，是指：

●應用軟件在用戶態怎樣發起系統調用；

●程序流程怎樣進入內核、即進入系統態；

●內核中與具體系統調用無關、為所有系統調用所共有的操作和活動；

●程序流程怎樣進入具體的系統調用、即內核中用來實現具體系統調用的功能的函數；

●怎樣返回到用戶態。

可見，在Linux內核中實現Windows系統調用的機制，是要實現上述目標的第一個必要條件。而本發明所述的方法，其目的就在于解決系統調用機制的問題。

而本發明的內容和特點就是：提供一種在Linux內核中實現Windows系統調用機制的方法，使得讓Linux內核支持Windows系統調用成為可能。

發明內容

在Linux中，系統調用是通過一條int指令啟動的，這是一條“軟件中斷”指令，這是對中斷機制的一種模擬，CPU執行這條指令時就好像發生了一次中斷一樣。為此，在int指令中必須帶上一個“中斷向量”、或者說“中斷號”，在Linux中這個中斷向量是0x80。在Windows中也是一樣，但中斷向量是0x2e。每當CPU執行int指令時，其運行狀態就從“用戶態”跳轉到“系統態”，這就是所謂進入了內核。進入內核之后，CPU從用戶態堆棧中讀取“系統調用號”及有關參數，系統調用號用來表明具體的系統調用。但是，同樣的系統調用號在不同操作系統中的意義是不同的，不能混淆。

要在Linux內核中增加一種系統調用機制，方法是很多的。例如，可以在Linux的中斷機制中增添一種系統調用，比方說“windows_call”，再在那里展開成系統調用機制。又例如，在/proc下面可以增添一個特殊的文件系統節點“windows_call”，再在其驅動程序中展開成系統調用機制機制。當然，這樣一來啟動系統調用的方式就與Windows中不同了，但是按理說這樣問題也不大，只是效率略為降低了一點，因為應用程序按理說都不會直接啟動系統調用，而是按Windows?API的規定轉輾調用動態連接庫Ntdll.dll，在這個DLL內部才發起系統調用。但是，有可能違反這個規定的恰恰是微軟自己。據網上的討論，微軟有可能隱藏著幾個系統調用不向第三方開放，而自己的某些應用軟件卻可以不經過Ntdll.dll，在應用軟件的代碼中直接通過“int?0x2e”指令加以調用。由于微軟的軟件都是不開源的“黑盒子”，此說既無法證實也無法否定。所以，為最大程度地維持兼容性，最好還是像Windows一樣，實現基于“int?0x2e”指令的Windows系統調用機制。