ARM 系统调用的接口是什么？它在 Linux 内核中定义在哪里？
- 2024-11-11 08:26:00
- admin 原创
- 200
问题描述：
我读过有关 Linux 中的系统调用的文章，到处都有关于 x86 架构（0x80中断和SYSENTER）的描述。但我无法追踪 ARM 架构中系统调用的文件和进程。有人可以帮忙吗？
我发现的一些相关文件是：
arch/arm/kernel/调用.S
arch/arm/kernel/entry-common.S（需要解释）
解决方案 1：
比您问的问题更通用的答案。
在 Linux 上，man syscall (2)了解如何在各种架构中进行系统调用是一个很好的开始。
从该手册页复制：
Architecture calling conventions
Every architecture has its own way of invoking and passing arguments
to the kernel. The details for various architectures are listed in
the two tables below.
The first table lists the instruction used to transition to kernel
mode (which might not be the fastest or best way to transition to the
kernel, so you might have to refer to vdso(7)), the register used to
indicate the system call number, the register used to return the sys‐
tem call result, and the register used to signal an error.
arch/ABI instruction syscall # retval error Notes
────────────────────────────────────────────────────────────────────
alpha callsys v0 a0 a3 [1]
arc trap0 r8 r0 -
arm/OABI swi NR - a1 - [2]
arm/EABI swi 0x0 r7 r0 -
arm64 svc #0 x8 x0 -
blackfin excpt 0x0 P0 R0 -
i386 int $0x80 eax eax -
ia64 break 0x100000 r15 r8 r10 [1]
m68k trap #0 d0 d0 -
microblaze brki r14,8 r12 r3 -
mips syscall v0 v0 a3 [1]
nios2 trap r2 r2 r7
parisc ble 0x100(%sr2, %r0) r20 r28 -
powerpc sc r0 r3 r0 [1]
riscv scall a7 a0 -
s390 svc 0 r1 r2 - [3]
s390x svc 0 r1 r2 - [3]
superh trap #0x17 r3 r0 - [4]
sparc/32 t 0x10 g1 o0 psr/csr [1]
sparc/64 t 0x6d g1 o0 psr/csr [1]
tile swint1 R10 R00 R01 [1]
x86-64 syscall rax rax - [5]
x32 syscall rax rax - [5]
xtensa syscall a2 a2 -
Notes:
[1] On a few architectures, a register is used as a boolean (0
indicating no error, and -1 indicating an error) to signal
that the system call failed. The actual error value is still
contained in the return register. On sparc, the carry bit
(csr) in the processor status register (psr) is used instead
of a full register.
[2] NR is the system call number.
[3] For s390 and s390x, NR (the system call number) may be passed
directly with svc NR if it is less than 256.
[4] On SuperH, the trap number controls the maximum number of
arguments passed. A trap #0x10 can be used with only 0-argu‐
ment system calls, a trap #0x11 can be used with 0- or
1-argument system calls, and so on up to trap #0x17 for
7-argument system calls.
[5] The x32 ABI uses the same instruction as the x86-64 ABI and
is used on the same processors. To differentiate between
them, the bit mask __X32_SYSCALL_BIT is bitwise-ORed into the
system call number for system calls under the x32 ABI. Both
system call tables are available though, so setting the bit
is not a hard requirement.
The second table shows the registers used to pass the system call
arguments.
arch/ABI arg1 arg2 arg3 arg4 arg5 arg6 arg7 Notes
──────────────────────────────────────────────────────────────
alpha a0 a1 a2 a3 a4 a5 -
arc r0 r1 r2 r3 r4 r5 -
arm/OABI a1 a2 a3 a4 v1 v2 v3
arm/EABI r0 r1 r2 r3 r4 r5 r6
arm64 x0 x1 x2 x3 x4 x5 -
blackfin R0 R1 R2 R3 R4 R5 -
i386 ebx ecx edx esi edi ebp -
ia64 out0 out1 out2 out3 out4 out5 -
m68k d1 d2 d3 d4 d5 a0 -
microblaze r5 r6 r7 r8 r9 r10 -
mips/o32 a0 a1 a2 a3 - - - [1]
mips/n32,64 a0 a1 a2 a3 a4 a5 -
nios2 r4 r5 r6 r7 r8 r9 -
parisc r26 r25 r24 r23 r22 r21 -
powerpc r3 r4 r5 r6 r7 r8 r9
riscv a0 a1 a2 a3 a4 a5 -
s390 r2 r3 r4 r5 r6 r7 -
s390x r2 r3 r4 r5 r6 r7 -
superh r4 r5 r6 r7 r0 r1 r2
sparc/32 o0 o1 o2 o3 o4 o5 -
sparc/64 o0 o1 o2 o3 o4 o5 -
tile R00 R01 R02 R03 R04 R05 -
x86-64 rdi rsi rdx r10 r8 r9 -
x32 rdi rsi rdx r10 r8 r9 -
xtensa a6 a3 a4 a5 a8 a9 -
Notes:
[1] The mips/o32 system call convention passes arguments 5
through 8 on the user stack.
Note that these tables don't cover the entire calling convention—some
architectures may indiscriminately clobber other registers not listed
here.
所以这取决于系统是否使用 OABI 还是 EABI。
因此在 EABI 中您使用r7传递系统调用号，使用r0-r6传递参数，使用SWI 0进行系统调用，并期望得到结果r0。
SWI <number>在 OABI 中，除了进行系统调用之外，一切都是相同的。
解决方案 2：
在 ARM 世界中，您可以software interrupt通过（以前称为 SWI）执行（向内核发出信号的机制）supervisor call / svc。
ARM 汇编（UAL）语法如下：
SVC{<c>}{<q>} {#}<imm>
（在 Linux 中你需要传递 #0）
您应该从其他项目（例如bionic或uClibc）中借鉴。
解决方案 3：
如果您正在寻找 Linux 系统中的系统调用号，请查看
w3challs。
该网站可帮助您找出用于传递参数的系统调用号和寄存器。它支持以下列出的许多体系结构：
Linux x86
Linux x86_64
Linux 操作系统
Linux ARM（拇指模式）
Linux IA64（安腾）
Linux Mips o32
Linux Mips n32
Linux Mips n64
Linux Sparc（32 位）
Linux Sparc64
Linux PowerPC（32 位）
Linux的PowerPC64
Windows x86
Windows x86_64
操作系统 BSD
编辑：提交https://w3challs.com/forum/general/dev/bugs#04来跟踪错误的错误。
解决方案 4：
n900 中的 hello world 的反汇编显示svc #0
解决方案 5：
arm 系统调用号
v4.19 在以下位置定义它们arch/arm/tools/syscall.tbl：https：//github.com/torvalds/linux/blob/v4.19/arch/arm/tools/syscall.tbl
摘抄：
0 common restart_syscall sys_restart_syscall
1 common exit sys_exit
2 common fork sys_fork
3 common read sys_read
4 common write sys_write
5 common open sys_open
6 common close sys_close
我已经测试过exit，并且在 QEMU 用户模式下的这个 Linux 程序集 hello worldwrite上得到了这些精确的数字。
arm64 系统调用号
aarch64 使用了一种新的机制，参见：https ://reverseengineering.stackexchange.com/questions/16917/arm64-syscalls-table/18834#18834
解决方案 6：
Linux 系统调用号在 C 包含文件中定义：/usr/include/asm-generic/unistd.h
在此文件中，有如下定义语句：
/* fs/read_write.c */
#define __NR_write 64
/* kernel/exit.c */
#define __NR_exit 93
这定义了符号__NR_write来表示写入 Linux 系统调用的魔幻数字 64 和退出的魔幻数字 93。
摘录自《使用 64 位 ARM 汇编语言进行编程：针对 Raspberry Pi 和移动设备的单板计算机开发》 | 第 7 章：Linux 操作系统服务 - 调用约定 - Linux 系统调用号码
