2024年3月11日发(作者：)

Linux内核中系统调用详解

什么是系统调用?

（Linux）内核中设置了一组用于实现各种系统功能的子程序，

称为系统调用。用户可以通过系统调用命令在自己的应用程序中调用

它们。从某种角度来看，系统调用和普通的函数调用非常相似。区别

仅仅在于，系统调用由（操作系统）核心提供，运行于核心态;而普

通的函数调用由函数库或用户自己提供，运行于用户态。

随Linux核心还提供了一些（C语言）函数库，这些库对系统调

用进行了一些包装和扩展，因为这些库函数与系统调用的关系非常紧

密，所以习惯上把这些函数也称为系统调用。

为什么要用系统调用?

实际上，很多已经被我们习以为常的C语言标准函数，在Linux

平台上的实现都是靠系统调用完成的，所以如果想对系统底层的原理

作深入的了解，掌握各种系统调用是初步的要求。进一步，若想成为

一名Linux下（编程）高手，也就是我们常说的Hacker，其标志之一

也是能对各种系统调用有透彻的了解。

即使除去上面的原因，在平常的编程中你也会发现，在很多情

况下，系统调用是实现你的想法的简洁有效的途径，所以有可能的话

应该尽量多掌握一些系统调用，这会对你的程序设计过程带来意想不

到的帮助。

系统调用是怎么工作的?

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一般的，进程是不能访问内核的。它不能访问内核所占内存空

间也不能调用内核函数。（CPU）（硬件）决定了这些(这就是为什么它

被称作"保护模式")。系统调用是这些规则的一个例外。其原理是进程

先用适当的值填充（寄存器），然后调用一个特殊的指令，这个指令

会跳到一个事先定义的内核中的一个位置(当然，这个位置是用户进

程可读但是不可写的)。在（Intel） CPU中，这个由中断0x80实现。

硬件知道一旦你跳到这个位置，你就不是在限制模式下运行的用户，

而是作为操作系统的内核--所以你就可以为所欲为。

进程可以跳转到的内核位置叫做sysem_call。这个过程检查系统

调用号，这个号码告诉内核进程请求哪种服务。然后，它查看系统调

用表(sys_call_table)找到所调用的内核函数入口地址。接着，就调用

函数，等返回后，做一些系统检查，最后返回到进程(或到其他进程，

如果这个进程时间用尽)。

具体过程如下图所示：

如何使用系统调用?

先来看一个例子：

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