macOSのシステムコールメモ

macOSのシステムコールメモ

macOSのシステムコール番号は https://opensource.apple.com/source/xnu/xnu-4903.221.2/bsd/kern/syscalls.master.auto.html に書かれているが，64-bitではこの通りにsyscallしてもbus error となってしまう。

実際には，システムコール番号に0x2000000を足さないといけない。

つまり，mov rax, 1 のようなコードをmov rax, 0x2000001 のようにしないといけない。

その理由は， https://opensource.apple.com/source/xnu/xnu-4903.221.2/osfmk/mach/i386/syscall_sw.h.auto.html の以下のコメントで説明されている。

/*
 * Syscall classes for 64-bit system call entry.
 * For 64-bit users, the 32-bit syscall number is partitioned
 * with the high-order bits representing the class and low-order
 * bits being the syscall number within that class.
 * The high-order 32-bits of the 64-bit syscall number are unused.
 * All system classes enter the kernel via the syscall instruction.
 *
 * These are not #ifdef'd for x86-64 because they might be used for
 * 32-bit someday and so the 64-bit comm page in a 32-bit kernel
 * can use them.
 */

64-bitでの32-bitのシステムコール番号は上位ビットのclassと下位ビットのclass内のシステムコール番号で分割される。

classの構成は，先ほどのsyscall_sw.h内のマクロ定義にある。

#define SYSCALL_CLASS_SHIFT 24
#define SYSCALL_CLASS_MASK (0xFF << SYSCALL_CLASS_SHIFT)
#define SYSCALL_NUMBER_MASK    (~SYSCALL_CLASS_MASK)

#define    I386_SYSCALL_CLASS_MASK     SYSCALL_CLASS_MASK
#define    I386_SYSCALL_ARG_BYTES_SHIFT    (16)
#define    I386_SYSCALL_ARG_DWORDS_SHIFT   (I386_SYSCALL_ARG_BYTES_SHIFT + 2)
#define    I386_SYSCALL_ARG_BYTES_NUM  (64) /* Must be <= sizeof(uu_arg) */
#define    I386_SYSCALL_ARG_DWORDS_MASK    ((I386_SYSCALL_ARG_BYTES_NUM >> 2) -1)
#define    I386_SYSCALL_ARG_BYTES_MASK (((I386_SYSCALL_ARG_BYTES_NUM -1)&~0x3) << I386_SYSCALL_ARG_BYTES_SHIFT)
#define    I386_SYSCALL_NUMBER_MASK    (0xFFFF)

#define SYSCALL_CLASS_NONE 0  /* Invalid */
#define SYSCALL_CLASS_MACH 1  /* Mach */  
#define SYSCALL_CLASS_UNIX 2  /* Unix/BSD */
#define SYSCALL_CLASS_MDEP 3  /* Machine-dependent */
#define SYSCALL_CLASS_DIAG 4  /* Diagnostics */
#define SYSCALL_CLASS_IPC  5  /* Mach IPC */

/* Macros to simpllfy constructing syscall numbers. */
#define SYSCALL_CONSTRUCT_MACH(syscall_number) \
           ((SYSCALL_CLASS_MACH << SYSCALL_CLASS_SHIFT) | \
            (SYSCALL_NUMBER_MASK & (syscall_number)))
#define SYSCALL_CONSTRUCT_UNIX(syscall_number) \
           ((SYSCALL_CLASS_UNIX << SYSCALL_CLASS_SHIFT) | \
            (SYSCALL_NUMBER_MASK & (syscall_number)))
#define SYSCALL_CONSTRUCT_MDEP(syscall_number) \
           ((SYSCALL_CLASS_MDEP << SYSCALL_CLASS_SHIFT) | \
            (SYSCALL_NUMBER_MASK & (syscall_number)))
#define SYSCALL_CONSTRUCT_DIAG(syscall_number) \
           ((SYSCALL_CLASS_DIAG << SYSCALL_CLASS_SHIFT) | \
            (SYSCALL_NUMBER_MASK & (syscall_number)))

exit, read, writeなどのシステムコールはUnix-classに含まれるので，SYSCALL_CONSTRUCT_UNIX が使われる。実際にSYSCALL_CONSTRUCT_UNIX(2)

とすると，0x2000002 となる。