本页面介绍了 Starnix 如何在 Fuchsia 中处理 Linux 系统调用（系统调用）。
Zircon 进程中 Linux 程序的地址空间
Linux 程序必须先加载到 Zircon 进程中，然后才能进行系统调用。starnix_kernel 是负责在 Fuchsia 中加载和执行 Linux 程序的组件。
starnix_kernel 首先会创建一个 Zircon 进程，其地址空间分为两部分。上半部分是共享地址空间，下半部分是私有地址空间。然后，starnix_kernel 按以下方式设置 Zircon 进程的地址空间：
- 将 Linux 程序加载到进程的私有地址空间（下半部分）。
starnix_kernel本身被加载到进程的共享地址空间（上半部分）中。
地址空间 Linux 部分的构造与常规 Fuchsia 进程不同，以匹配 Linux 程序预期的布局。
图 1. 通过 Linux 程序和 starnix_kernel 加载的 Zircon 进程的地址空间。
共享 Starnix 实例
每个 Linux 程序都会加载到单独的 Zircon 进程中，并且每个 Linux 线程都在专用的 Zircon 线程中运行。但是，Starnix 容器中的所有 Zircon 进程共享相同的 starnix_kernel 实例。此共享 starnix_kernel 实例用于管理容器中 Linux 程序的所有状态，例如文件描述符表、全局虚拟文件系统和正在运行的线程表。
如需详细了解运行 starnix_kernel 的 Zircon 进程之间共享的状态，请参阅受限模式 RFC 和 ShareableProcessState 结构体。
图 2. starnix_kernel 实例在同一容器中的所有 Linux 进程之间共享。
在普通执行模式下，这些进程中的任何线程都可以访问共享地址空间。不过，在受限执行模式下，线程只能访问其自身进程的私有地址空间。换句话说，当 Linux 程序在进程中运行时，Zircon 会限制其线程只能访问进程中地址空间的 Linux（私有）部分。
图 3. 受限模式可防止 Linux 线程访问地址空间的 starnix_kernel 部分。
在受限模式下运行 Linux 程序
将 Linux 程序加载到进程后，starnix_kernel 会指示 Zircon 启动该进程。进程开始在会进入系统调用调度循环的地址空间的 starnix_kernel 部分执行。
starnix_kernel 用于检查任务状态以确定在哪里进入 Linux 程序。下面显示的 restricted_enter() 方法用于输入 Linux 程序中的特定位置（如需了解详情，请参阅 Zircon 中的 zx_restricted_enter 系统调用）。
// Enter the restricted portion of the address space at the location pointed to by `rip`.
restricted_enter(task.registers.rip);
不过，完整的调用比上面显示的内容更复杂。该方法会通过单独的 VMO（称为“辅助信息文件”）将受限模式的完整寄存器状态作为输入。（如需详细了解此 VMO“辅助信息文件”，它存储了包含受限模式所用架构状态的 zx_restricted_state 对象，请参阅 Zircon 中的 zx_restricted_bind_state 系统调用。）
调用 restricted_enter() 方法后，Zircon 会注意到线程正在进入受限模式，并将线程设置为仅访问私有地址空间，然后再跳转到 Linux 代码。
Linux 系统调用的流程
在 Linux 程序进行系统调用之前，进程将继续运行。执行系统调用的汇编指令因架构而异，但它们都会导致将控制权交给 Zircon。当 Zircon 检查线程时，发现线程处于受限模式，Zircon 不会自行处理系统调用，而是立即跳回 Starnix。
为了了解 Linux 程序发出的系统调用，Starnix 会读取 Zircon 保存的受限模式寄存器状态。然后，Starnix 会调用此特定系统调用的处理程序。该系统调用的结果也会保存到受限模式注册状态。
返回系统调用后，Starnix 会再次指示 Zircon 将线程置于受限模式。此循环会一直持续，直到线程退出。
图 4. Zircon 进程中 Linux 系统调用的流程。
以下是图 4 中流程的伪代码表示：
loop {
// Enter restricted mode at the instruction pointer address.
restricted_enter(task.registers.rip);
// Update the register state of the task to match what Zircon saved before exiting
// restricted mode.
task.registers = thread_state_general_regs_t::from(&restricted_state);
// Figure out which syscall was made based on the appropriate register value.
let syscall = Syscall::from_number(task.registers.rax);
// Execute the syscall for the current task.
execute_syscall(task, syscall);
// After handling the syscall, check for signals, exit status, etc. before
// continuing the loop.
if let Some(exit_status) = process_completed_syscall(task)? {
return Ok(exit_status);
}
}