Linux内核深度解析之中断、异常和系统调用——系统调用

最新推荐文章于 2025-09-13 04:10:34 发布

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#内核

本文详细阐述了系统调用的概念，包括用户程序如何通过glibc库或直接使用syscall()函数调用系统调用，以及ARM64处理器上的系统调用指令svc的使用。深入探讨了Linux内核中系统调用的定义、执行流程，以及ARM64架构下系统调用的处理机制。

系统调用

系统调用是内核给用户程序提供的编程接口。用户程序调用系统调用，通常使用glibc库针对单个系统调用封装的函数。如果glibc库没有针对某个系统调用封装的函数，用户程序可以使用通用的封装函数syscall()：

#define _GNC_SOURCE
#include <unistd.h>
#include <sys/syscall.h>        /* 定义SYS_xxx */

long syscall(long number, ...);

参数number是系统调用号，后面是传递给系统调用的参数。

返回值0表示成功，返回值-1表示错误，错误号存储在变量errno中。

例如，应用程序使用系统调用fork()创建子进程，有两种调用办法：

（1）ret = fork();

（2）ret = syscall(SYS_fork);

ARM64处理器提供的系统调用指令是svc，调用约定如下：

（1）64位应用程序使用寄存器x8传递系统调用号，32位应用程序使用寄存器x7传递系统调用号

（2）使用寄存器x0~x6最多可以传递7个参数

（3）当系统调用执行完的时候，使用寄存器x0存放返回值。

1. 定义系统调用

Linux内核使用宏SYSCALL_DEFINE定义系统调用，以创建子进程的系统调用fork为例：

kernel/fork.c
SYSCALL_DEFINE0(fork)
{
#ifdef CONFIG_MMU
	return _do_fork(SIGCHLD, 0, 0, NULL, NULL, 0);
#else
	/* can not support in nommu mode */
	return -EINVAL;
#endif
}

把宏“SYACALL_DEFINE0(fork)”展开以后是：

asmlinkage long sys_fork(void)

“SYSCALL_DEFINE”后面的数字表示系统调用的参数个数，“SYSCALL_DEFINE0”表示系统调用没有参数，“SYSCALL_DEFINE6”表示系统调用有6个参数，如果参数超过6个，使用宏“SYSCALL_DEFINEx”。头文件“include/linux/syscalls.h”定义了这些宏。

“asmlinkage”表示这个C语言函数可以被汇编代码调用。如果使用C++编译器，“asmlinkage”被定义为extern "C"；如果使用C编译器，“asmlinkage”是空的宏。

系统调用的函数名称以“sys_”开头。

需要在系统调用表中保存系统调用号和处理