内核版本：Linux-4.19

操作系统通过系统调用为运行于其上的进程提供服务。

那么，在应用程序内，调用一个系统调用的流程是怎样的呢？

我们以一个假设的系统调用 xyz() 为例，介绍一次系统调用的所有环节。

如上图所示，系统调用执行的流程如下：

1. 应用程序代码调用 xyz()，该函数是一个包装系统调用的库函数； 2. 库函数 xyz() 负责准备向内核传递的参数，并触发软中断以切换到内核； 3. CPU 被软中断打断后，执行中断处理函数，即系统调用处理函数（system_call）； 4. 系统调用处理函数调用系统调用服务例程（sys_xyz ），真正开始处理该系统调用。

系统调用的实现来自于Glibc，几乎所有 C 程序都要调用 Glibc 的动态链接库 libc.so 中的库函数。这些库函数的源码是不可见的，可通过 objdump 或 gdb 等工具对代码进行汇编反编译，摸清大体的过程。

我们可不必太过纠结，知道原理就好。

下面继续分析在内核中的实现过程。

Pure EABI user space always put syscall number into scno (r7).

当从用户态转为内核态时，系统会将 syscall number 存储在寄存器 R7 中，利用 R7 来传参。

在 entry-header.S 文件中，有如下代码：

scno .req r7 @ syscall number tbl .req r8 @ syscall table pointer why .req r8 @ Linux syscall (!= 0) tsk .req r9 @ current thread_info

类似于给寄存器起了个“别名”。

最后通过

invoke_syscall tbl, scno, r10, __ret_fast_syscall

代码成功调用 syscall table 中的服务程序。

invoke_syscall 定义如下： .macro invoke_syscall, table, nr, tmp, ret, reload=0 #ifdef CONFIG_CPU_SPECTRE mov \tmp, \nr cmp \tmp, #NR_syscalls @ check upper syscall limit movcs \tmp, #0 csdb badr lr, \ret @ return address .if \reload add r1, sp, #S_R0 + S_OFF @ pointer to regs ldmccia r1, {r0 - r6} @ reload r0-r6 stmccia sp, {r4, r5} @ update stack arguments .endif ldrcc pc, [\table, \tmp, lsl #2] @ call sys_IT之家 routine #else cmp \nr, #NR_syscalls @ check upper syscall limit badr lr, \ret @ return address .if \reload add r1, sp, #S_R0 + S_OFF @ pointer to regs ldmccia r1, {r0 - r6} @ reload r0-r6 stmccia sp, {r4, r5} @ update stack arguments .endif ldrcc pc, [\table, \nr, lsl #2] @ call sys_IT之家 routine #endif .endm

回看

invoke_syscall tbl, scno, r10, __ret_fast_syscall

这段代码。tbl 是指向的何处呢？

接下来，就简单的介绍一下 syscall table 这个表是怎样形成的。

查看代码我们发现，tbl 表示 sys_call_table 的地址：

adr tbl, sys_call_table @ load syscall table pointer

entry-common.S 中有这样一段代码： syscall_table_start sys_call_table #define COMPAT(nr, native, compat) syscall nr, native #ifdef CONFIG_AEABI #include <calls-eabi.S> #else #include <calls-oabi.S> #endif #undef COMPAT syscall_table_end sys_call_table calls-eabi.S 文件内容如下： NATIVE(0, sys_restart_syscall) NATIVE(1, sys_exit) NATIVE(2, sys_fork) NATIVE(3, sys_read) NATIVE(4, sys_write) NATIVE(5, sys_open) NATIVE(6, sys_close) NATIVE(8, sys_creat) NATIVE(9, sys_link) NATIVE(10, sys_unlink) NATIVE(11, sys_execve) NATIVE(12, sys_chdir) NATIVE(14, sys_mknod) NATIVE(15, sys_chmod) NATIVE(16, sys_lchown16) NATIVE(19, sys_lseek) NATIVE(20, sys_getpid) ... 以上代码中宏的定义如下： /IT之家 定义 sys_call_table，并将 __sys_nr 清 0 IT之家/ .macro syscall_table_start, sym .equ __sys_nr, 0 .type \sym, #object ENTRY(\sym) .endm /IT之家 检查序号错误，并利用 sys_ni_syscall 填充缺少的序号 IT之家/ .macro syscall, nr, func .ifgt __sys_nr - \nr .error "Duplicated/unorded system call entry" .endif .rept \nr - __sys_nr .long sys_ni_syscall .endr .long \func .equ __sys_nr, \nr + 1 .endm /IT之家 检查序号是否超过了 __NR_syscalls，如果不足的话，用 sys_ni_syscall 来填充 IT之家/ .macro syscall_table_end, sym .ifgt __sys_nr - __NR_syscalls .error "System call table too big" .endif .rept __NR_syscalls - __sys_nr .long sys_ni_syscall .endr .size \sym, . - \sym .endm /IT之家 NATIVE 宏定义 IT之家/ #define NATIVE(nr, func) syscall nr, func

到这里应该分析完了系统调用的大概过程，感谢大家花费宝贵的时间浏览，如果有什么问题欢迎探讨，后期会进行修改和补充！