內核版本：Linux-4.19
操作系統通過系統調用為運行於其上的進程提供服務。
那么，在應用程序內，調用一個系統調用的流程是怎樣的呢？
我們以一個假設的系統調用 xyz() 為例，介紹一次系統調用的所有環節。
如上圖所示，系統調用執行的流程如下：
1. 應用程序代碼調用 xyz()，該函數是一個包裝系統調用的庫函數；
2. 庫函數 xyz() 負責准備向內核傳遞的參數，並觸發軟中斷以切換到內核；
3. CPU 被軟中斷打斷后，執行中斷處理函數，即系統調用處理函數（system_call）；
4. 系統調用處理函數調用系統調用服務例程（sys_xyz ），真正開始處理該系統調用。
系統調用的實現來自於Glibc，幾乎所有 C 程序都要調用 Glibc 的動態鏈接庫 libc.so 中的庫函數。這些庫函數的源碼是不可見的，可通過 objdump 或 gdb 等工具對代碼進行匯編反編譯，摸清大體的過程。
我們可不必太過糾結，知道原理就好。
下面繼續分析在內核中的實現過程。
Pure EABI user space always put syscall number into scno (r7).
當從用戶態轉為內核態時，系統會將 syscall number 存儲在寄存器 R7 中，利用 R7 來傳參。
在 entry-header.S 文件中，有如下代碼：
scno .req r7 @ syscall number
tbl .req r8 @ syscall table pointer
why .req r8 @ Linux syscall (!= 0)
tsk .req r9 @ current thread_info
類似於給寄存器起了個“別名”。
最后通過
invoke_syscall tbl, scno, r10, __ret_fast_syscall
代碼成功調用 syscall table 中的服務程序。
invoke_syscall 定義如下：
.macro invoke_syscall, table, nr, tmp, ret, reload=0
#ifdef CONFIG_CPU_SPECTRE
mov \tmp, \nr
cmp \tmp, #NR_syscalls @ check upper syscall limit
movcs \tmp, #0
csdb
badr lr, \ret @ return address
.if \reload
add r1, sp, #S_R0 + S_OFF @ pointer to regs
ldmccia r1, {r0 - r6} @ reload r0-r6
stmccia sp, {r4, r5} @ update stack arguments
.endif
ldrcc pc, [\table, \tmp, lsl #2] @ call sys_* routine
#else
cmp \nr, #NR_syscalls @ check upper syscall limit
badr lr, \ret @ return address
.if \reload
add r1, sp, #S_R0 + S_OFF @ pointer to regs
ldmccia r1, {r0 - r6} @ reload r0-r6
stmccia sp, {r4, r5} @ update stack arguments
.endif
ldrcc pc, [\table, \nr, lsl #2] @ call sys_* routine
#endif
.endm
回看
invoke_syscall tbl, scno, r10, __ret_fast_syscall
這段代碼。tbl 是指向的何處呢？
接下來，就簡單的介紹一下 syscall table 這個表是怎樣形成的。
查看代碼我們發現，tbl 表示 sys_call_table 的地址：
adr tbl, sys_call_table @ load syscall table pointer
entry-common.S 中有這樣一段代碼：
syscall_table_start sys_call_table
#define COMPAT(nr, native, compat) syscall nr, native
#ifdef CONFIG_AEABI
#include <calls-eabi.S>
#else
#include <calls-oabi.S>
#endif
#undef COMPAT
syscall_table_end sys_call_table
calls-eabi.S 文件內容如下：
NATIVE(0, sys_restart_syscall)
NATIVE(1, sys_exit)
NATIVE(2, sys_fork)
NATIVE(3, sys_read)
NATIVE(4, sys_write)
NATIVE(5, sys_open)
NATIVE(6, sys_close)
NATIVE(8, sys_creat)
NATIVE(9, sys_link)
NATIVE(10, sys_unlink)
NATIVE(11, sys_execve)
NATIVE(12, sys_chdir)
NATIVE(14, sys_mknod)
NATIVE(15, sys_chmod)
NATIVE(16, sys_lchown16)
NATIVE(19, sys_lseek)
NATIVE(20, sys_getpid)
...
以上代碼中宏的定義如下：
/* 定義 sys_call_table，並將 __sys_nr 清 0 */
.macro syscall_table_start, sym
.equ __sys_nr, 0
.type \sym, #object
ENTRY(\sym)
.endm
/* 檢查序號錯誤，並利用 sys_ni_syscall 填充缺少的序號 */
.macro syscall, nr, func
.ifgt __sys_nr - \nr
.error "Duplicated/unorded system call entry"
.endif
.rept \nr - __sys_nr
.long sys_ni_syscall
.endr
.long \func
.equ __sys_nr, \nr + 1
.endm
/* 檢查序號是否超過了 __NR_syscalls，如果不足的話，用 sys_ni_syscall 來填充 */
.macro syscall_table_end, sym
.ifgt __sys_nr - __NR_syscalls
.error "System call table too big"
.endif
.rept __NR_syscalls - __sys_nr
.long sys_ni_syscall
.endr
.size \sym, . - \sym
.endm
/* NATIVE 宏定義 */
#define NATIVE(nr, func) syscall nr, func
最后會通過SWI中斷號調用到相關系統函數，如 sys_open，而 sys_open 的聲明形式則如下所示， 1、2、3 由函數的形參所定，如在 source insight 中搜索到 sys_open 的函數定義，可搜索關鍵詞 “SYSCALL_DEFINE3(open”。
#define SYSCALL_DEFINE1(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(1, _##name, __VA_ARGS__)
#define SYSCALL_DEFINE2(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(2, _##name, __VA_ARGS__)
#define SYSCALL_DEFINE3(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(3, _##name, __VA_ARGS__)
#define SYSCALL_DEFINE4(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(4, _##name, __VA_ARGS__)
#define SYSCALL_DEFINE5(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(5, _##name, __VA_ARGS__)
#define SYSCALL_DEFINE6(name, ...) SYSCALL_DEFINEx(6, _##name, __VA_ARGS__)
到這里應該分析完了系統調用的大概過程，感謝大家花費寶貴的時間瀏覽，如果有什么問題歡迎探討，后期會進行修改和補充！
部分參考於：www.cnblogs.com/fasionchan/p/9431784.html