arm64 - 系统调用

起因

群里做网络的小伙伴问了一个问题,他在wifi驱动的某个函数里加了dump stack,然后插入驱动,发现调用栈是这样的,为什么呢?
在这里插入图片描述

代码追溯

insmod这个app,是在busybox中的,所以找到busybox的代码:
入口就是这个insmod_main
在这里插入图片描述
调用了bb_init_module,它的尾部有这样的调用
在这里插入图片描述
init_module即为核心的初始化模块的函数。这里会涉及到系统调用:
在这里插入图片描述
系统调用号是__NR_finit_module或者__NR_init_module。

这里syscall的实现,没有找到确切的,估计是做了一层wrapper,可能是在glibc或者uclibc这种库里。
这里看着是触发了el0_sync
由于是在用户态触发的,所以是el0,但为什么是sync异常呢?

这里我继续追溯了一下,到uclibc-ng的库中,找到了:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
这里把syscall_name存到了x8中,然后调用了svc 0
在ARM64(aarch64)体系结构中,svc 0是一条软中断指令,用于触发一个异常。svc是Supervisor Call的缩写,通常用于向操作系统发出请求或者系统调用。当执行svc 0指令时,处理器会进入异常处理流程,并跳转到异常向量表中相应的处理程序,即操作系统的内核代码。在处理器进入异常模式后,操作系统可以识别并处理此次异常,执行相应的操作,例如执行用户空间进程的系统调用,处理中断请求等。因此,svc 0通常用于触发用户空间程序与操作系统内核之间的通信,进行系统调用。

所以这得看kernel对el0的异常向量表的实现了。我们知道,aarch64架构,异常向量表比较复杂,每个EL等级都有一份,EL等级越高,要实现的异常向量表就越多。EL2要实现EL0,EL1,EL2的。EL1要实现EL0,EL1的。
这里是从EL0触发异常,所以只需要实现EL0的向量表。
在这里插入图片描述
我们找到linux内核如何实现EL0的异常向量表的:

(linux/arch/arm64/kernel/entry.S)

/*
 * Exception vectors.
 */
	.pushsection ".entry.text", "ax"

	.align	11
SYM_CODE_START(vectors)
	kernel_ventry	1, sync_invalid			// Synchronous EL1t
	kernel_ventry	1, irq_invalid			// IRQ EL1t
	kernel_ventry	1, fiq_invalid			// FIQ EL1t
	kernel_ventry	1, error_invalid		// Error EL1t

	kernel_ventry	1, sync				// Synchronous EL1h
	kernel_ventry	1, irq				// IRQ EL1h
	kernel_ventry	1, fiq				// FIQ EL1h
	kernel_ventry	1, error			// Error EL1h

	kernel_ventry	0, sync				// Synchronous 64-bit EL0
	kernel_ventry	0, irq				// IRQ 64-bit EL0
	kernel_ventry	0, fiq				// FIQ 64-bit EL0
	kernel_ventry	0, error			// Error 64-bit EL0

#ifdef CONFIG_COMPAT
	kernel_ventry	0, sync_compat, 32		// Synchronous 32-bit EL0
	kernel_ventry	0, irq_compat, 32		// IRQ 32-bit EL0
	kernel_ventry	0, fiq_compat, 32		// FIQ 32-bit EL0
	kernel_ventry	0, error_compat, 32		// Error 32-bit EL0
#else
	kernel_ventry	0, sync_invalid, 32		// Synchronous 32-bit EL0
	kernel_ventry	0, irq_invalid, 32		// IRQ 32-bit EL0
	kernel_ventry	0, fiq_invalid, 32		// FIQ 32-bit EL0
	kernel_ventry	0, error_invalid, 32		// Error 32-bit EL0
#endif
SYM_CODE_END(vectors)

我们忽略invalid结尾的entry,第一个可用的就是sync异常。

找到el0_sync异常的handle:

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
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在这里插入图片描述
这里invoke_syscall就是通过系统调用,查表sys_call_table来执行对应的处理接口。

sys_call_table会在arch spec的这个文件中定义。这里是arm64的。

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
这里包含了asm/unistd.h,这是内核公有代码。
在这里插入图片描述
127号系统调用就是init module。他在定义时是怎么定义的?
在这里插入图片描述
load_module就是内核在做模块加载的动作了。

最后做个总结:
在这里插入图片描述

结尾

调用栈init_module函数向下的内容,就是__INIT_MODULE这类的宏的实现了,一般和链接机制有关。TODO:

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