Linux核心设计依据（七）系统调用

我理解的系统调用，用户进程和内核是内核提供了一个接口进行交互。除了异常和下降外。内核系统调用是唯一合法入境。像/proc还通过系统调用访问。

系统调用的意义：

• 让用户进程受限地訪问硬件设备
• 为用户空间提供一种硬件的抽象接口
• 提供了创建新进程并与已有进程进行通信的机制
• 提供了申请操作系统其它资源的能力
• 保证系统稳定可靠，避免应用程序恣意妄为

系统调用的基本原理：

系统调用通常的入口是C库中定义的函数，也能够是自己定义的函数（通过syscall进行调用）。每一个系统调用被赋予一个系统调用号。通过这个独一无二的号就能够关联系统调用。假设一个系统调用被删除，它所占用的系统调用号也不同意被回收利用，否则，曾经编译过的代码会调用这个系统调用，但其实却调用还有一个系统调用。内核中用sys_call_table记录全部已注冊过的系统调用。

既然系统调用要从用户空间切换到内核态，那应用程序是怎样通知内核的？软中断。通过引发一个异常来促使系统切换到内核态去运行异常处理程序，只是这里异常处理程序就是系统调用的处理程序。

在x86上用int 0x80进行软中断的触发。运行第128号异常处理程序system_call()。

系统调用加入过程：

• 实现自己定义的系统调用并编译进内核映像。能够放在kernel/sys.c文件里，也能够根据详细功能放在相关的文件里。实现格式例如以下：

asmlinkage long sys_mysyscall(void)
{
    ...
}

• 在系统调用表（entry.S）的最后增加一个表项。本例中为.long sys_mysyscall，其相应的系统调用号(338)为其在文件里的次序。

• 对于所支持的各种体系结构，系统调用号都必须定义于asm/unistd.h中——#define __NR_mysyscall 338。

从用户空间訪问系统调用

拿系统调用open()来说，

我们能够借助C库，以

long open(const char *filename, int flags, int mode);

的形式调用此系统调用。也能够不靠库支持:

#define NR_open 5
_syscall3(long, open, const char*, filename, int, flags, int, mode);

用宏的方式，这样在我们的程序中，不用引入C头文件，直接使用open()就可以。

经常使用系统调用

• exec
• fork
• open
• reboot
• getpid
• read
• write
• ioctl

与一般函数的差别

• 系统调用由操作系统核心提供。执行于内核状态，而库函数或自己定义函数由用户调用，执行于用户态。

• 部分libc库函数的实现借助系统调用（如printf调用了write这种系统调用），而还有一些则不会使用系统调用（如strlen, strcat, memcpy等）。

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