Linux系统调用过程

1、系统调用(syscall)概述

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，其主要有以下三个作用：

（1）为用户空间提供了一种硬件的抽象接口，使得用户可以不用去关心硬件实现上的差异。例如当需要读写文件时，用户不用去关系磁盘类型和介质，甚至也不用去管文件所在文件系统的类型。

（2）保证了系统的稳定和安全。内核可以基于权限、用户类型和其他一些规则对需要进行的访问进行裁决。可以避免应用程序不正确的使用硬件设备，窃取其他进程资源，或做出其他危害系统的事情。

（3）需要提供这样一层接口，以便于内核管理应用对于硬件的访问，便于实现多任务和虚拟内存。如果应用程序可以随意访问硬件而内核对此又一无所知的话，那么内核对于进程的管理也就无从谈起。

 

2、系统调用过程

一般情况下，应用程序调用的都是C库中的函数，再由C库中的函数完成对于系统调用的实际调用操作。

例如，应用程序调用printf()实际是这样一个流程

应用程序调用printf()-->C库中的printf()-->C库中的write()-->write()系统调用。

 

3、系统调用号

每个系统调用被赋予一个独一无二的系统调用号，当用户空间执行一个系统调用时，这个系统调用号就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。

 

 

4、系统调用处理程序

用户空间的程序无法直接执行内核代码，他们不能直接调用内核空间中的函数，因为内核驻留在受保护的地址空间上。如果进程可以直接在内核的地址空间上读写的话，系统的安全性和稳定性将不复存在。

 

5、系统调用处理流程：

（1）通知内核需要执行系统调用，并陷入内核空间

应用程序通过软中断的机制通知内核自己需要执行一个系统调用：通过引发一个异常来促使系统切换到内核态去执行异常处理程序，此处的异常处理程序其实就是系统调用处理程序。在x86系统上预定义的软中断是中断号128，通过