linux的系统调用执行探究

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