系统调用

一、系统调用

1、系统调用通常通过函数进行调用

2、系统调用在用户空间进程和硬件设备之间添加了一个中间层。

3、在Linux中，系统调用是用户空间访问内核的唯一手段，除异常和陷入外，它们时内核唯一的合法入口。

4、中间层的作用：

（1）为用户空间提供了一种硬件的接口抽象

eg：当需要读写文件时，应用程序就可以不用管磁盘类型和介质，甚至不用去管文件所在的文件系统到底是哪种类型

（2）系统调用保证了系统的稳定和安全

作为硬件设备和应用程序的中间人，内核可以基于权限和其他一些规则对需要进行的访问进行裁决

eg：这样可以避免应用程序不正确的使用硬件设备，窃取其他进程的资源，或做出其他什么危害系统的事情

（3）每个进程都运行在虚拟系统中，而在用户空间和系统的其余部分提供这样一层公共接口

如果应用程序可以随意访问硬件而内核又对此一无所知的话，几乎就没法实现多任务和虚拟内存，也不可能实现良好的稳定性和安全性

5、在Linux中，系统调用是用户空间访问内核的唯一手段，除异常和陷入外，它们时内核唯一的合法入口。

二、系统调用号

在Linux中，每个系统调用被赋予一个系统调用号。这样，通过独一无二的号就可以关联系统调用。当用户空间的进程执行一个系统调用的时候，这个系统调用号就被用来指明到底是要执行哪个系统调用，进程不会提及系统调用的名称

系统调用号一旦分配就不能再有任何变更，否则编译好的应用程序就会崩溃。此外，如果一个系统调用被删除，它所占用的系统调用号也不允许被回收调用，否则，以前编译过的代码会调用这个系统调用，但事实上调用的是另一个系统调用。Linux有一个“未实现”系统调用sys_ni_syscall(),它除了返回-ENOSYS外不做任何其他工作。这个错误号就是专门针对无效的系统调用而设的。虽然很罕见，但如果一个系统调用被删除，或者变得不可用，这个函数就要负责“填补空位”

内核记录了系统调用表中的所有已注册过的系统调用的列表，存储在sys_call_table中，它与体系结构有关，一般在entry.s中定义。这个表中为每一个有效的系统调用指定了唯一的系统调用号

三、系统调用的性能

linux系统调用比其他许多操作系统执行的快。Linux令人难以置信的上下文切换是一个原因；进出内核都被优化得简洁高效。另外一个原因是系统调用处理程序和每个系统调用本身也非常简洁

四、系统调用处理程序