图解Linux系统调用

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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。


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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。
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