fork 至 “sys_clone" SyS_clone

最新推荐文章于 2023-11-15 15:12:37 发布

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#嵌入式

本文详细解析了glibc-2.17中fork系统的具体实现，包括其等价的sys_clone调用方式，以及内部执行流程。通过分析宏定义和系统调用过程，揭示了fork与sys_clone之间的关系，并阐述了它们在不同场景下的应用。

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注：glibc-2.17中fork的相应系统调用是sys_clone及SyS_clone。有人说调用的是sys_fork，但是我持否定意见，如果我们向真的来发起系统调用可以使用syscall。

fork系统调用等价于直接调用的就是

do_fork(CLONE_CHILD_SETTID | CLONE_CHILD_CLEARTID | SIGCHILD,

NULL, NULL, NULL, &THREAD_SELF->tid)。&THREAD_SELF->tid放在svc状态下的栈上，前四个参数在r0~r3中。

比较简单，sys_clone实际上是SyS_clone

__vectors_start:
#....
        W(ldr)  pc, .LCvswi + stubs_offset  //将vector_swi的标号值给pc
#....

.LCvswi:
    .word   vector_swi

swi流程

sys_call_table:

CALL(sys_clone)

sys_clone与SyS_clone的关系

SYSCALL_ALIAS(sys##name, SyS##name); 

#define SYSCALL_ALIAS(alias, name) \ 
　　　　asm ( #alias " = " #name "\n\t.globl " #alias)

SyS_clone何时触发了do_fork()

#define __SYSCALL_DEFINEx(x, name, ...)                 \
    asmlinkage long sys##name(__MAP(x,__SC_DECL,__VA_ARGS__));  \
    static inline long SYSC##name(__MAP(x,__SC_DECL,__VA_ARGS__));  \
    asmlinkage long SyS##name(__MAP(x,__SC_LONG,__VA_ARGS__))   \
    {                               \
        long ret = SYSC##name(__MAP(x,__SC_CAST,__VA_ARGS__));  \
        __MAP(x,__SC_TEST,__VA_ARGS__);             \
        __PROTECT(x, ret,__MAP(x,__SC_ARGS,__VA_ARGS__));   \
        return ret;                     \
    }                               \
..........

static inline long SYSC##name(__MAP(x,__SC_DECL,__VA_ARGS__))                                                  
{
    return do_fork(clone_flags, newsp, 0, parent_tidptr, child_tidptr);
}

先参考http://www.cnblogs.com/openix/archive/2012/02/25/2367557.html

下面抽取了细节，有点繁琐，主要是一些宏的使用(可变“参数”的宏，宏的字符串转化，宏粘贴)，方法倒是蛮好的：

SYSCALL_DEFINE5(clone, unsigned long, clone_flags, unsigned long, newsp,
         int __user *, parent_tidptr,
         int __user *, child_tidptr,
         int, tls_val)
{
    return do_fork(clone_flags, newsp, 0, parent_tidptr, child_tidptr);
}

#define SYSCALL_DEFINE5(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(5, _##name, __VA_ARGS__) 

#define SYSCALL_DEFINEx(x, sname, ...)              \
    __SYSCALL_DEFINEx(x, sname, __VA_ARGS__)


#define __SYSCALL_DEFINEx(x, name, ...)       \
    asmlinkage long sys##name(__MAP(x,__SC_DECL,__VA_ARGS__));  \
    static inline long SYSC##name(__MAP(x,__SC_DECL,__VA_ARGS__));  \
    asmlinkage long SyS##name(__MAP(x,__SC_LONG,__VA_ARGS__))   \
    {                               \
        long ret = SYSC##name(__MAP(x,__SC_CAST,__VA_ARGS__));  \
        __MAP(x,__SC_TEST,__VA_ARGS__);             \
        __PROTECT(x, ret,__MAP(x,__SC_ARGS,__VA_ARGS__));   \
        return ret;                     \
    }                               \
    SYSCALL_ALIAS(sys##name, SyS##name);  \
    static inline long SYSC##name(__MAP(x,__SC_DECL,__VA_ARGS__)

如何__MAP的实现

#define __SC_STR_TDECL(t, a)  #t 
#define __SC_STR_TDECL(t, a)  #a
#define __SC_DECL(t, a) t a
#define __SC_CAST(t, a) (t)a
#define __SC_LONG(t, a) \
        __typeof(__builtin_choose_expr( __TYPE_IS_LL(t), 0LL, 0L)) a


#define __same_type(a, b) \
        __builtin_types_compatible_p(typeof(a), typeof(b))
#define __TYPE_IS_LL(t) \
       (__same_type((t)0, 0LL) || __same_type((t)0, 0ULL))

#define __MAP0(m, ...)
#define __MAP1(m, t, a) m(t, a)
#define __MAP2(m, t, a, ...) m(t, a), __MAP1(m, __VA_ARGS__)
#define __MAP3(m, t, a, ...) m(t, a), __MAP2(m, __VA_ARGS__)
#define __MAP4(m, t, a, ...) m(t, a), __MAP3(m, __VA_ARGS__)
#define __MAP5(m, t, a, ...) m(t, a), __MAP4(m, __VA_ARGS__)
#define __MAP6(m, t, a, ...) m(t, a), __MAP5(m, __VA_ARGS__)
#define __MAP(n, ...) __MAP##n(__VA_ARGS__)