Arm Linux系统调用流程详细解析

系统调用是操作系统提供的服务，用户程序通过各种系统调用，来引用内核提供的各种服务，系统调用的执行让用户程序陷入内核，该陷入动作由swi软中断完成。

1、用户可以通过两种方式使用系统调用：

第一种方式是通过C库函数，包括系统调用在C库中的封装函数和其他普通函数。

第二种方式是使用_syscall宏。2.6.18版本之前的内核，在include/asm-i386/unistd.h文件中定义有7个_syscall宏，分别是：

_syscall0(type,name)  _syscall1(type,name,type1,arg1)  _syscall2(type,name,type1,arg1,type2,arg2)  _syscall3(type,name,type1,arg1,type2,arg2,type3,arg3)  _syscall4(type,name,type1,arg1,type2,arg2,type3,arg3,type4,arg4)  _syscall5(type,name,type1,arg1,type2,arg2,type3,arg3,type4,arg4,type5,arg5)  _syscall6(type,name,type1,arg1,type2,arg2,type3,arg3,type4,arg4,type5,arg5,type6,arg6) 

其中，type表示所生成系统调用的返回值类型，name表示该系统调用的名称，typeN、argN分别表示第N个参数的类型和名称，它们的数目和_syscall后面的数字一样大。

这些宏的作用是创建名为name的函数，_syscall后面跟的数字指明了该函数的参数的个数。

比如sysinfo系统调用用于获取系统总体统计信息，使用_syscall宏定义为：

_syscall1(int, sysinfo, struct sysinfo *, info); 

展开后的形式为：

int sysinfo(struct sysinfo * info)  {      　　long __res;      　　__asm__ volatile("int $0x80" : "=a" (__res) : "0" (116),"b" ((long)(info)));      　　do {          　　　　if ((unsigned long)(__res) >= (unsigned long)(-(128 + 1))) 　　　　{              　　　　　　errno = -(__res);              　　　　　　__res  = -1;          　　　　}          　　　　return (int) (__res);      　　} while (0);  } 

可以看出，_syscall1(int, sysinfo, struct sysinfo *, info)展开成一个名为sysinfo的函数，原参数int就是函数的返回类型，原参数struct sysinfo *和info分别构成新函数的参数。

在程序文件里使用_syscall宏定义需要的系统调用，就可以在接下来的代码中通过系统调用名称直接调用该系统调用。下面是一个使用sysinfo系统调用的实例。

代码清单5.1 sysinfo系统调用使用实例

#include  #include  #include          #include        /* for struct sysinfo */  _syscall1(int, sysinfo, struct sysinfo *, info);       int main(void)  {  　　struct sysinfo s_info;  　　int error;　　error = sysinfo(&s_info);  　　printf("code error = %d/n", error);  　　printf("Uptime = %lds/nLoad: 　　　　　　1 min %lu / 5 min %lu / 15 min %lu/n"       　　　　　　"RAM: total %lu / free %lu / shared %lu/n"       　　　　　　"Memory in buffers = %lu/nSwap: total %lu / free %lu/n"        　　"Number of processes = %d/n",  　　s_info.uptime, 　　　　　　s_info.loads[0], s_info.loads[1], s_info.loads[2],         　　　　　　s_info.totalram, s_info.freeram,  s_info.sharedram, s_info.bufferram, s_info.totalswap, s_info.freeswap,        　　　　　　s_info.procs);    　 exit(EXIT_SUCCESS);       } 

但是自2.6.19版本开始，_syscall宏被废除，我们需要使用syscall函数，通过指定系统调用号和一组参数来调用系统调用。

syscall函数原型为：

int syscall(int number, ...); 

其中number是系统调用号，number后面应顺序接上该系统调用的所有参数。下面是gettid系统调用的调用实例。

代码清单5.2 gettid系统调用使用实例

#include  #include  #include  #define __NR_gettid      224  int main(int argc, char *argv[])  {       pid_t tid;  tid = syscall(__NR_gettid);  }

大部分系统调用都包括了一个SYS_符号常量来指定自己到系统调用号的映射，因此上面第10行可重写为：

tid = syscall(SYS_gettid);  

2 系统调用与应用编程接口（API）区别

应用编程接口（API）与系统调用的不同在于，前者只是一个函数定义，说明了如何获得一个给定的服务，而后者是通过软件中断向内核发出的一个明确的请求。POSIX标准针对API，而不针对系统调用。Unix系统给程序员提供了很多API库函数。libc的标准c库所定义的一些API引用了封装例程（wrapper