什么是系统调用

在Linux中，系统调用（system call） 是用户空间程序与操作系统内核之间进行交互的一种机制。用户程序无法直接访问硬件或执行一些敏感操作（如读写文件、访问网络等），这些操作需要操作系统内核的帮助。系统调用提供了一组接口，允许用户空间程序请求内核执行特定的任务。

系统调用的特点：

1. 特权隔离：系统调用将用户空间与内核空间隔离开来，确保用户程序不会破坏操作系统的稳定性和安全性。
2. 标准接口：系统调用为不同类型的程序提供了一致的接口，例如打开文件、分配内存、创建进程等。
3. 内核态切换：当用户程序调用系统调用时，处理器从用户态切换到内核态，以便执行特权操作。完成后再切换回用户态。

常见的Linux系统调用：

• 文件操作：
  • open()：打开文件
  • read()：读取文件内容
  • write()：写入文件
  • close()：关闭文件
• 进程管理：
  • fork()：创建新进程
  • execve()：执行新的可执行文件
  • wait()：等待子进程结束
• 内存管理：
  • mmap()：将文件或设备映射到内存
  • brk()：调整数据段的大小
• 网络操作：
  • socket()：创建套接字
  • bind()：绑定地址到套接字
  • connect()：连接远程服务器

系统调用的工作流程：

1. 用户程序通过标准C库函数（如printf()、open()等）发出系统调用请求。
2. 底层实现会触发一个软中断（如int 0x80或使用syscall指令），将控制权交给内核。
3. 内核根据系统调用号，查找对应的系统调用处理函数。
4. 内核完成请求后，将结果返回给用户空间程序。

系统调用是操作系统与用户程序之间交互的核心，确保用户能够安全、高效地利用系统资源。