Linux的系统调用

nihaogirl

　　系统调用是受控的内核入口，借助于这一机制，进程可以请求内核以自己的名义去执行某些动作。以应用程序编程接口(API)的形式，内核提供有一系列服务供程序访问。这包括创建新进程、执行I/O,以及为进程间通信创建管道等。
        在深入系统调用的运作方式之前，务必关注以下几点。
        系统调用将处理器从用户态切换到核心态，以便CPU访问受到保护的内核内存。
        系统调用的组成是固定的，每个系统调用都由一个唯一的数字来标识。（程序通过名称来标识系统调用，对这一编号方案往往一无所知。
        每个系统调用可辅之以一套参数，对用户空间（亦即进程的虚拟地址空间）与内核空间传递的信息加以规范。
        从编程的角度来看，系统调用与C语言函数的调用很相似。然而，在执行系统调用时，幕后会历经诸多步骤。为说明这点，下面以一个具体的硬件平台---X86-32为例，按事件发生的顺序对这些步骤加以分析。
1.应用程序通过调用C语言函数库中的外壳(wrapper)函数，来发起系统调用。
2.对系统调用中断处理例程来说，外壳函数必须保证所有的系统调用参数可用。通过堆栈，这些参数传入外壳函数，但内核却希望将这些参数置入特定寄存器。因此壳函数会将上述参数复制到寄存器。
3.由于所有系统调用进入内核的方式相同，内核需要设法区分每个系统调用。为此，外売函数会将系统调用编号复制到一个特殊的CPU寄存器中。
4.外壳函数执行一条中断机器指令(int 0x80),引发处理器从用户态切换到核心态，并执行系统中断0x80的中断矢量所指向的代码。
5.为响应中断0x80,内核会调用system_call()例程来处理这次中断，具体如下：
    a.在内核栈中保存寄存器值
    b.审核系统调用编号的有效性
    c.以系统调用编号对存放所有调用服务例程的列表（内核变量sys_call_table)进行索引,发现并调用相应的系统调用服务例程。若系统调用服务例程带有参数，那么将首先检查参数的有效性。例如，会检查地址指向用户空间的内存位置是否有效。随后，该服务例程会执行必要的任务，这可能涉及对特定参数中指定地址处的值进行修改，以及在用户内存和内核内存间传递数据。最后，该服务例程会将结果状态回给system_call()例程。
   d.从内核栈中恢复各寄存器值，并将系统调用回值置于栈中。
   e.  返回至外壳函数，同时将处理器切换回用户态。
6.若系统调用服务例程的返回值表明调用有误，外壳函数会使用该值来设置全局变量errno。然后，外壳函数会返回到调用程序，并同时返回一个整型值，以表明系统调用是否成功。