Android中的linux 系统调用_android syscall

Android中的linux 系统调用

在用户空间和内核空间之间，通过Syscall(系统调用, system call)的中间层来通信，连接用户态和内核态的桥梁。在ARM架构中，用户态程序通过swi 软中断进入内核态执行对应的系统调用，对于每一个系统调用都有对应的系统调用号，定义在unistd.h中。通过系统调用的方式，在一定程度上保护了系统的安全。

相关代码位置：

binonic
bionic/libc/kernel/uapi/asm-generic/unistd.h
bionic/libc/kernel/uapi/asm-arm64/asm/unistd.h 
bionic/libc/arch-arm64/bionic/syscall.S
out/soong/.intermediates/bionic/libc/syscalls-arm.S

kernel
arch/arm64/include/asm/unistd32.h
arch/arm64/kernel/entry.S:947:        bl      el0_svc_compat_handler
arch/arm64/kernel/syscall.c:167:asmlinkage void el0_svc_compat_handler(struct pt_regs *regs)
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系统调用号

unistd32.h (arch/arm64/include/asm/unistd32.h)

#define __NR_restart_syscall 0
__SYSCALL(__NR_restart_syscall, sys_restart_syscall)
#define __NR_exit 1
__SYSCALL(__NR_exit, sys_exit)
#define __NR_fork 2
__SYSCALL(__NR_fork, sys_fork)
#define __NR_read 3
__SYSCALL(__NR_read, sys_read)
#define __NR_write 4
__SYSCALL(__NR_write, sys_write)
#define __NR_open 5
__SYSCALL(__NR_open, compat_sys_open)
#define __NR_close 6
__SYSCALL(__NR_close, sys_close)
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Android bionic库中将syscalls-arm64.S编译到libc库中

生成路径： out/soong/.intermediates/bionic/libc/syscalls-arm.S

genrule {
    name: "syscalls-arm64.S",
    out: ["syscalls-arm64.S"],
    srcs: ["SYSCALLS.TXT"],
    tool_files: [":bionic-gensyscalls"],
    cmd: "$(location :bionic-gensyscalls) arm64 $(in) > $(out)",
}
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syscalls-arm.S

用户态程序通过read,write等系统调用，最终跑到syscalls-arm.S中，通过swi 软中断进入内核态，最终调用到内核entry.S所对应的函数为el0_svc_compat函数，一些汇编相关的指令不懂。

ENTRY(read)
    mov     ip, r7
    .cfi_register r7, ip
    ldr     r7, =__NR_read
    swi     #0
    mov     r7, ip
    .cfi_restore r7
    cmn     r0, #(MAX_ERRNO + 1)
    bxls    lr
    neg     r0, r0
    b       __set_errno_internal
END(read)


ENTRY(write)
    mov     ip, r7
    .cfi_register r7, ip
    ldr     r7, =__NR_write
    swi     #0
    mov     r7, ip
    .cfi_restore r7
    cmn     r0, #(MAX_ERRNO + 1)
    bxls    lr
    neg     r0, r0
    b       __set_errno_internal
END(write)
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entry.S

通过bl指令跳转到el0_svc_compat_handler函数，接下来是C语言的流程

el0_svc_compat:
	gic_prio_kentry_setup tmp=x1
	mov	x0, sp
	bl	el0_svc_compat_handler
	b	ret_to_user
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syscall.c

el0_svc_common函数中间没有复杂逻辑，将寄存器参数和syscall_table传给了invoke_syscall函数，invoke_syscall中判断对应的系统号在syscall_table中是否存在，如果存在则调用对应的sys_xx函数,比如SYSCALL(__NR_exit, sys_exit)，不存在则返回错误吗

static long __invoke_syscall(struct pt_regs *regs, syscall_fn_t syscall_fn)
{
	return syscall_fn(regs);
}

static void el0_svc_common(struct pt_regs *regs, int scno, int sc_nr,
			   const syscall_fn_t syscall_table[])
{
	invoke_syscall(regs, scno, sc_nr, syscall_table);
}

static void invoke_syscall(struct pt_regs *regs, unsigned int scno,
			   unsigned int sc_nr,
			   const syscall_fn_t syscall_table[])
{
	long ret;

	if (scno < sc_nr) {
		syscall_fn_t syscall_fn;
		syscall_fn = syscall_table[array_index_nospec(scno, sc_nr)];
		ret = __invoke_syscall(regs, syscall_fn);
	} else {
		ret = do_ni_syscall(regs, scno);
	}

	if (is_compat_task())
		ret = lower_32_bits(ret);

	regs->regs[0] = ret;
}

#ifdef CONFIG_COMPAT
asmlinkage void el0_svc_compat_handler(struct pt_regs *regs)
{
	el0_svc_common(regs, regs->regs[7], __NR_compat_syscalls,
		       compat_sys_call_table);
}
#endif

const syscall_fn_t compat_sys_call_table[__NR_compat_syscalls] = {
	[0 ... __NR_compat_syscalls - 1] = __arm64_sys_ni_syscall,
#include <asm/unistd32.h>
};
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unistd32.h

#define __NR_restart_syscall 0
__SYSCALL(__NR_restart_syscall, sys_restart_syscall)
#define __NR_exit 1
__SYSCALL(__NR_exit, sys_exit)
#define __NR_fork 2
__SYSCALL(__NR_fork, sys_fork)
#define __NR_read 3
__SYSCALL(__NR_read, sys_read)
#define __NR_write 4
__SYSCALL(__NR_write, sys_write)
#define __NR_open 5
__SYSCALL(__NR_open, compat_sys_open)
#define __NR_close 6
__SYSCALL(__NR_close, sys_close)
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总体流程：