Linux的系统调用执行探究

发表于:2023-11-21 09:32

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 作者:hello小崔    来源:hello小崔

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Linux
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  arm64大约支持280个系统调用,我们平时使用的这些系统调用,到底工作原理是什么,调用后又是到哪里实现的呢,这篇文章初步了解下内核系统调用的流程,并告诉跟踪这个流程的方法。
  废话不多说,如上就是linux的系统调用关系图:
  1.绝大部分用户态系统调用接口,都经过glibc库,最终到内核是sys_xx实现函数完成功能并返回用户态;
  2.少量glibc不支持的API可通过其他方式直接到内核sys_xx实现函数完成功能并返回用户态;
  3.存在少量系统调用glibc内部实现,但是实现流程使用内核关键函数,比如malloc;
  举例说明如何跟踪
  open()函数
  #include <stdio.h>
  #include <sys/types.h>
  #include <sys/stat.h>
  #include <fcntl.h>
  void main()
  {
          open("xx", O_CREAT);
  }
  以上是open的系统调用,可以使用gcc open.c -o open命令编译成二进制。
  ldd open  
  libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f53081a5000)
  从上可知最终到系统libc库
  查看libc库的open:
  nm -D /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6  |grep open
  00000000000f7030 W open
  00000000000f7030 W __open
  接下来需要下载glibc库的源码,然后
  git checkout glibc-2.9
  vim io/open.c
  int
  __open (file, oflag)
       const char *file;
       int oflag;
  {
    int mode;
    if (file == NULL)
      {
        __set_errno (EINVAL);
        return -1;
      }
    if (oflag & O_CREAT)
      {
        va_list arg;
        va_start(arg, oflag);
        mode = va_arg(arg, int); 
        va_end(arg);
      }
    __set_errno (ENOSYS);
    return -1;
  }
  如何glibc库经过初步的参数检查,会调用到内核的系统调用sys_open() ->include/linux/syscalls.h ->sys_open  -> do_sys_open ->fs/open.c ->long do_sys_open(int dfd, const char __user *filename, int flags, umode_t mode)
  系统调用 malloc
  cat test.c
  #include <stdio.h>
  #include <malloc.h>
  void main()
  {
          void *c = (void*)malloc(10);
          free(c);
  }
  如上
  ldd test
  libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f53081a5000)
  nm -D /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6  |grep malloc
  0000000000084130 T __libc_malloc
  0000000000084130 T malloc
  glibc源码中
  find . -name malloc.c
  ./malloc/malloc.c
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