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RISC-V 64bit Linuxとシステムコールと32bitの引数 その5 - __MAP(), __SC_X() マクロの展開

目次: RISC-V

昨日の続きです。「64bit環境においてシステムコールの引数がレジスタ長（= 64bit）以下だった場合（例えばintが典型例）、どう扱うか？」コードの解説編です。

どうして符号拡張されるのか？逆アセンブルで説明したつもりになってはいけない、逃げてはダメだ！という熱心なあなたのために、マクロを展開しながら説明します。今回の解説は __MAP(), __SC_LONG(), __SC_CAST() マクロの展開結果です。

__MAP(), __SC_LONG(), __SC_CAST() マクロの合わせ技

今まで説明してきた __MAP(), __SC_LONG(), __SC_CAST() マクロを総動員して全部展開すると、

__MAP(4,__SC_LONG,int, magic1, int, magic2, unsigned int, cmd, void __user *, arg)

↓

__SC_LONG(int, magic1),
__SC_LONG(int, magic2),
__SC_LONG(unsigned int, cmd),
__SC_LONG(void __user *, arg)

↓

long magic1,
long magic2,
long cmd,
long arg


__MAP(4,__SC_CAST,int, magic1, int, magic2, unsigned int, cmd, void __user *, arg)

↓

__SC_CAST(int, magic1),
__SC_CAST(int, magic2),
__SC_CAST(unsigned int, cmd),
__SC_CAST(void __user *, arg)

↓

(int)magic1,
(int)magic2,
(unsigned int)cmd,
(void __user *)arg

になります。他のマクロ __SC_TEST() と __SC_ARGS() と __PROTECT() は本筋ではないので詳細は省きますが、下記のような実装です。

// linux/include/linux/syscalls.h

#define __SC_TEST(t, a) (void)BUILD_BUG_ON_ZERO(!__TYPE_IS_LL(t) && sizeof(t) > sizeof(long))

#define __SC_ARGS(t, a)	a

#define __PROTECT(...) asmlinkage_protect(__VA_ARGS__)


// linux/include/linux/build_bug.h

/*
 * Force a compilation error if condition is true, but also produce a
 * result (of value 0 and type int), so the expression can be used
 * e.g. in a structure initializer (or where-ever else comma expressions
 * aren't permitted).
 */
#define BUILD_BUG_ON_ZERO(e) ((int)(sizeof(struct { int:(-!!(e)); })))


// linux/include/linux/linkage.h

#ifndef __ASSEMBLY__
#ifndef asmlinkage_protect
# define asmlinkage_protect(n, ret, args...)	do { } while (0)
#endif
#endif

展開するとこうなります。

__SC_TEST(AAA, BBB)

// AAAがlong longでもunsigned long longでもない型で、
// long型より大きい型（構造体とかが該当する）の場合に、
// コンパイルエラーにする。


__SC_ARG(AAA, BBB)

↓

BBB


__PROTECT(n, ret, args...)

↓

// m68kアーキテクチャでは引数をスタックに置かないようにする役目のコードになるらしい。
// 他のアーキテクチャでは下記のようになって何も意味はない。
do { } while (0)

これで不明な要素は全てなくなったはずです。続きはまた今度。