深入解析系统调用接口(System Call Interface, SCI)

在操作系统的世界中,用户态应用程序无法直接访问内核态资源,而必须通过一种受控的方式进行交互。这种方式就是系统调用(System Call)。系统调用接口(System Call Interface, SCI)是用户程序与操作系统内核之间的桥梁,使用户态代码能够受限地请求内核执行某些操作,如文件读写、进程管理、内存管理和网络通信等。

本文将深入解析系统调用接口的核心知识,包括其概念、工作机制、具体实现,以及如何在实际开发中使用系统调用。同时,我们也会结合代码示例,使读者更直观地理解系统调用的运作方式。


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1. 什么是系统调用?

系统调用(System Call)是应用程序访问操作系统内核功能的唯一方式。由于用户态程序运行在受限的环境中,它们不能直接访问硬件资源,例如磁盘、网络、内存管理等。因此,操作系统提供了一组系统调用,使应用程序能够请求内核执行这些操作。

常见的系统调用类别包括:

类别 典型系统调用
进程控制 fork()execve()exit()wait()
文件管理 open()close()read()write()lseek()
设备管理 ioctl()read()write()
信息维护 getpid()getuid()setuid()
内存管理 mmap()munmap()brk()
网络通信 socket()connect()send()recv()

2. 系统调用的工作机制

系统调用的

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