ARM Linux系统调用实现揭秘

"ARM Linux系统调用的实现原理主要涉及处理器模式的切换、软中断机制以及系统调用表的使用。在ARM架构的Linux系统中，用户空间的应用程序通过系统调用来请求内核服务。" 在ARM处理器上，Linux系统调用的过程通常涉及从用户模式（usr模式）切换到服务模式（svc模式）。这个过程是由软中断（SWI，Software Interrupt）指令触发的。当应用程序执行一个系统调用时，比如`open`函数，这会最终转化为对`__syscall(open)`的调用。在预处理和宏展开后，这个调用会变成一条`swi`指令，其参数是对应的系统调用号。 例如，`open`系统调用的编号是`__NR_open`，它在系统调用表中占据一定的位置。在ARM的汇编代码中，`swi`指令会设置LR寄存器的值，其中包含系统调用号。处理器检测到这个软中断后，会跳转到`arch/arm/kernel/entry-common.S`中的`vector_swi`处理程序，该程序会读取LR寄存器并查找相应的系统调用服务。 系统调用表`sys_call_table`在`arch/arm/kernel/calls.S`文件中定义，它是一个函数指针数组，每个元素对应一个系统调用。例如，`__NR_open`在表中的位置是第五个，因此处理器会将`sys_call_table[5]`的内容加载到PC（程序计数器），从而调用实际的`sys_open`函数来执行具体的开放文件操作。 这个过程展示了Linux内核如何通过系统调用接口与用户空间交互，并确保了用户程序不能直接访问内核的敏感部分，提供了安全性。此外，这种实现方式也允许内核根据不同的处理器模式和体系结构进行优化，以提高效率和性能。 总结来说，ARM Linux系统调用的实现原理主要包括以下几个关键步骤： 1. 用户空间应用调用系统调用接口。 2. 系统调用宏展开为`swi`指令，携带系统调用号。 3. 处理器执行`swi`，进入svc模式，触发软中断。 4. 中断处理程序识别中断号并查找系统调用表。 5. 根据系统调用表，调用相应的内核服务函数执行实际操作。 这一过程保证了用户程序能够安全、有序地利用内核功能，同时也为内核提供了服务的标准化入口。