Linux-aarch64-系统调用-2

Linux系统调用的处理

• 注意本系列以Linux6.9为例
• 这里为aarch64

总结：

• dup2() of POSIX interface: defined in glibc

  • INLINE_SYSCALL_CALL() -> __INLINE_SYSCALL2() -> INLINE_SYSCALL(): 针对不同的UNIX实现，定义了不同的宏实现
    • for Linux: INLINE_SYSCALL() -> INTERNAL_SYSCALL(): 针对不同的架构，定义了不同的宏实现
      • for aarch64: INTERNAL_SYSCALL_RAW()
        • 将系统调用号放在x8寄存器，将调用参数放到x0-x6寄存器中
        • svc 0 触发SVC异常，陷入内核

• 陷入内核后：（SVC异常属于同步异常）

  • 根据vectors，进入el0，64，sync处理流程
    • 执行部分汇编码 -> b(无条件，不返回)跳转到 el0t_64_sync
      • el0t_64_sync (由entry_handler宏定义，汇编标号) -> el0t_64_sync_handler (c函数)
        • el0t_64_sync_handler -> el0_svc -> do_el0_svc
          • do_el0_svc(从x8获取系统调用号) -> el0_svc_common
            • el0_svc_common: 从调用表中拿到Linux定义的系统调用函数__arm64_sym_sys_dup2()
              • 进入执行 SYSCALL_DEFINE2(dup2, unsigned int, oldfd, unsigned int, newfd): in file.c

分步梳理

• 参考《vectors.md》可知，系统调用触发软件中断，为同步异常，因此会进入el0t_64_sync的处理流程

• 必要的汇编 -> el0t_64_sync -> el0t_64_sync_handler

• el0t_64_sync_handler

  asmlinkage void noinstr el0t_64_sync_handler(struct pt_regs *regs)
  {
      unsigned long esr = read_sysreg(esr_el1);
  
      switch (ESR_ELx_EC(esr)) {
      case ESR_ELx_EC_SVC64:
          el0_svc(regs);          // 这里处理 svc 同步异常
          break;
      case ESR_ELx_EC_DABT_LOW:
          el0_da(regs, esr);
          break;
  
      // ......
      }
  }

• el0_svc -> do_el0_svc

  static void noinstr el0_svc(struct pt_regs *regs)
  {
      enter_from_user_mode(regs);
      cortex_a76_erratum_1463225_svc_handler();
      fp_user_discard();
      local_daif_restore(DAIF_PROCCTX);
      do_el0_svc(regs);
      exit_to_user_mode(regs);
  }

• do_el0_svc -> el0_svc_common -> invoke_syscall

  void do_el0_svc(struct pt_regs *regs)
  {
      // 这里从x8中获取调用号; sys_call_table为系统调用表
      el0_svc_common(regs, regs->regs[8], __NR_syscalls, sys_call_table);
  }
  
  // sys_call_table的“创建”, in file: arch\arm64\kernel\sys.c
  /*
  * Wrappers to pass the pt_regs argument.
  */
  #define __arm64_sys_personality		__arm64_sys_arm64_personality
  
  #undef __SYSCALL
  #define __SYSCALL(nr, sym)	asmlinkage long __arm64_##sym(const struct pt_regs *);
  #include <asm/unistd.h>
  
  #undef __SYSCALL
  #define __SYSCALL(nr, sym)	[nr] = __arm64_##sym,
  
  const syscall_fn_t sys_call_table[__NR_syscalls] = {
      [0 ... __NR_syscalls - 1] = __arm64_sys_ni_syscall,
  #include <asm/unistd.h>
      [23] = __arm64_sym_sys_dup,     // 在《syscall-1.md》的分析中，已经见到了该函数的定义
      [24] = __arm64_sym_sys_dup3
  };
  
  // 上面两个#include <asm/unistd.h>，最终会包含linux\include\uapi\asm-generic\unistd.h 这个重要文件
  ...
  #define __NR_dup 23
  __SYSCALL(__NR_dup, sys_dup)
  #define __NR_dup3 24
  __SYSCALL(__NR_dup3, sys_dup3)
  #define __NR3264_fcntl 25
  __SC_COMP_3264(__NR3264_fcntl, sys_fcntl64, sys_fcntl, compat_sys_fcntl64)
  ...

• invoke_syscall：从调用表中所引到某个表项，取得syscall_fn_t，调用即可

  • 对于POSIX标准规范的dup()
    • 调用到__arm64_sym_sys_dup()
      • __se_sys_dup()
        • __do_sys_dup()
          • file.c 中 dup 的定义：SYSCALL_DEFINE2(dup2, unsigned int, oldfd, unsigned int, newfd)