c - Aarch64 程序集中的系统调用调用

Question

我正在为 Aarch64 arm bit cpu 开发一个系统调用处理函数，我正在研究它是如何在 x86 汇编中完成的，但我无法弄清楚它是如何在 Aarch64 汇编中完成的。

我在 github 上看这个例子:https://github.com/rockytriton/LLD/blob/main/linux_os/part1/src/start.S这是用 x86 汇编语言编写的。

.globl _syscall
_syscall:
    movq %rdi, %rax
    movq %rsi, %rdi
    movq %rdx, %rsi
    movq %rcx, %rdx
    movq %r8, %r10
    movq %r9, %r8
    movq 8(%rsp), %r9
    syscall
    ret

还有一些在线等价物，如本 answer 所示不满足相同的函数调用设计。这是用 Aarch64 程序集编写的。

/* Generated by gensyscalls.py. Do not edit. */

#include <private/bionic_asm.h>

    .hidden __set_errno

ENTRY(write)
    mov     x8, __NR_write
    svc     #0

    cmn     x0, #(MAX_ERRNO + 1)
    cneg    x0, x0, hi
    b.hi    __set_errno

    ret
END(write)

到目前为止，我有这段代码(从 x86 移植到 Aarch64 的效果很差):

.globl _syscall
_syscall:
    mov     x8, r7
    svc     #0
    cmn     x0, #(4095 + 1)
    cneg    x0, x0, hi
    ret

它确实不起作用，但我还是试过了，具有讽刺意味的是，当我组装它时，它似乎不喜欢 r7 的寄存器名称，我不太明白为什么，因为它应该是函数调用的参数(见下文)。

我的 C 程序的头文件中有一个函数布局，如下所示:unsigned long _syscall(int num, void *a0, void *a1, void *a2, void *a3, void *a4, void *a5) , 有没有人对如何在 Aarch64 程序集中重新创建相同的系统调用处理程序功能有任何想法 - 我在移植方面的尝试没有成功。我对此很迷茫，因为汇编不是我的强项 - 具有讽刺意味的是，这是我项目中唯一需要的汇编。

非常感谢!

Answer 1

如另一个答案所示，当您使用 svc 发出系统调用时，您应该在 x8 中有系统调用号，在 中有参数x0-x5.

然而，根据ARM ABI ，参数从左到右传递给寄存器 x0-x7 中的 C 函数。 (文档使用 r0-r7 混淆；根据它们是 64 位值还是 32 位值，这意味着 x0-x7 或 w0-w7。 AArch64 没有名为 r7 或类似名称的寄存器，但 ARM32 有。)

因此系统调用号在 w0 中，而它应该在 x8 中(或等同于 w8，因为它总是正数32位数字)；第一个参数 a0 在需要在 x0 中时在 x1 中；等等。因此，您需要一些代码来随机播放它们。

    mov w8, w0
    mov x0, x1
    mov x1, x2
    mov x2, x3
    mov x3, x4
    mov x4, x5
    mov x5, x6
    svc #0

(如果你把 num 参数放在参数列表的末尾而不是开头，你可以省去一些麻烦，如果你不想改变现有的，也许可以借助宏代码。那么你只需要 mov w8, w6 ; svc#0。)

在另一端，svc#0 在x0 中留下一个返回值。但是，如果系统调用失败，则 x0 不包含 -1 而是应返回的 errno 代码的负值(在 -1 和 -4095 之间(含)。此测试与检查作为无符号值的返回值是否高于 -4096 相同。当发生这种情况时，通常您希望将 errno 设置为 -x0，然后将 x0 设置为 -1(以便系统调用函数返回 -1。

不清楚您希望 syscall 函数在出现错误时如何运行。按照您的代码，它将否定负错误代码，然后通过将其保留在 x0 中返回它，这可能不是您想要的。例如，如果您尝试使用 syscall 打开文件，但由于文件不存在而失败并返回 ENOENT，则 x0 从系统调用返回时将包含 -2。您的测试将否定它并且您的 syscall 函数将返回 2，这与 open 成功并在 fd 2 上打开文件没有区别。您可能想提出一些其他机制，但我不知道你是否想要一个全局变量，如 errno 或其他东西。