图解Linux系统调用

Posted 2022-03-11 popsuper1982

在Linux下面，我们经常调用系统API来完成内核的操作，例如调用open打开一个文件。

这个过程看似简单，其实已经包括了一次从用户态到内核态，然后由内核态返回用户态的过程。

当然用户不会直接调用系统调用，而是调用glibc中的函数open打开文件。

在glibc中维护了一张表格，在syscalls.list里面，是c函数到系统调用的映射。

编译的过程会将这个映射表格变成代码。

真正调用系统调用的时候，会将参数放入CPU寄存器中，然后通过trap陷入内核，这里调用的是syscall。

ENTRY (syscall)

movq %rdi, %rax /* Syscall number -> rax.  */

movq %rsi, %rdi /* shift arg1 - arg5.  */

movq %rdx, %rsi

movq %rcx, %rdx

movq %r8, %r10

movq %r9, %r8

movq 8(%rsp),%r9 /* arg6 is on the stack.  */

syscall /* Do the system call.  */

cmpq $-4095, %rax /* Check %rax for error.  */

jae SYSCALL_ERROR_LABEL /* Jump to error handler if error.  */

ret /* Return to caller.  */

在内核中，也是有一个sys_call_table数组的。

数组中的内容来自与syscall_64.tbl，这是一个文本，编译的时候会将里面的系统调用名称放入代码中。

在内核中首先从CPU寄存器中拿到系统调用号，然后在这个表中查找open系统调用对应的内核函数，经过查抄对应的是sys_open，于是开始调用sys_open真正的打开一个文件。