操作系统期末考试试题：read()系统调用实现

"这是一份2011年清华大学本科生操作系统课程的期末考试试题，包含了考试注意事项、试题结构以及部分编程题目，要求学生完成read()系统调用在用户态到内核态转换过程中的代码填充。" 这篇资料主要涉及的知识点是操作系统中的系统调用实现，特别是`read()`系统调用的用户态到内核态的交互过程。系统调用是用户程序与操作系统内核进行通信的重要机制，通常通过中断方式实现。在这个试题中，学生需要理解并实现这一过程的关键步骤。 1. **用户态到内核态的转换**：在用户态的`read()`函数中，需要调用`syscall()`函数来触发系统调用。在`syscall()`函数中，使用了变长参数列表（`va_list`）来收集`read()`传递的参数，并将它们放入特定寄存器，如`eax`（用于存放系统调用号）、`ebx`、`ecx`、`edx`、`esi`和`edi`，然后执行中断指令（`int %1`），这里的`1`通常表示软中断，从而切换到内核态执行相应的系统调用处理函数。 2. **系统调用处理**：在内核态，有一个名为`sys_read()`的函数来处理`read()`系统调用。试题要求学生填写这个函数，以正确接收来自用户态的参数，并完成读取操作。这部分通常涉及到文件描述符（`fd`）、缓冲区地址（`base`）和要读取的字节数（`len`）的处理。 3. **系统调用参数传递**：在`syscall()`函数中，学生需要将用户态传入的参数`fd`、`base`和`len`分别填入对应的寄存器。在`sys_read()`函数中，这些参数应被用来调用内核中的文件系统接口，以读取数据到用户指定的缓冲区。 4. **返回值处理**：在内核执行完读取操作后，需要将结果（例如读取的字节数）返回给用户态。这通常是通过将返回值存储在`eax`寄存器中，并在返回到用户态时由`syscall()`函数处理。 这个试题旨在考察学生对操作系统底层工作原理的理解，包括系统调用机制、寄存器使用以及参数传递的细节。解答此题需要熟悉x86汇编语言，操作系统原理，以及C语言的变长参数列表处理。