【Linux】Linux系统调用

Linux系统调用

前言

• 操作系统——管理计算机硬件与软件资源的软件，是用户和系统交互的操作接口，为它上面运行的程序提供服务。
• 操作系统内核——操作系统的内核，负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和 络系统。一个内核不是一套完整的操作系统。例如Linux。
• Linux操作系统——基于Linux内核的操作系统。通常由Linux内核、shell(特殊的应用程序，提供运行其他程序的接口)、文件系统和应用程序组成。常见的有:Redhat、Fedora、Centos、Ubuntu和Android等。

为什么要设置系统调用/h2>

• 把用户从底层的硬件编程中解放出来

与具体的硬件完全隔离，用户不需要面向具体的硬件编码，降低了开发的复杂度和难度。

• 极大的提高了系统的安全性

将用户进程隔离，实现内核”保护”，用户进程不允许访问内核数据，也无法使用内核函数。用户访问内核的路径是事先规定好的，只能从规定位置进入内核，而不允许肆意跳入内核。有了这样的内核访问路径限制，才能保证内核安全无误。

• 使用户程序具有可移植性

对于不同平台不同硬件来说。

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系统调用的实现

通过软件中断实现。

**软件中断:**它是通过软件指令触发的中断。Linux系统内核响应软件中断，从用户态切换到内核态，执行相应的系统调用。

系统调用控制程序执行软件中断的过程如下:

1. 在进程的内核态堆栈中保存大多数寄存器的内容(即保存恢复进程到用户态执行所需要的上下文)。
2. 根据用户态传递的系统调用 ，确定系统调用的执行程序。
3. 调用相应的执行程序来处理系统调用。
4. 从系统调用返回。

系统调用 :

每个系统调用被赋予一个系统调用 ，与具体的系统调用相关联。

系统调用表:

内核维护系统调用表，保存系统调用函数的起始位置，系统调用 对应该系统调用在调用表中的偏移量。

执行系统调用的方法

**示例:**更改文件权限

Syscall直接调用

函数原型:

传参说明:

• sysno是系统调用 ，唯一标识系统调用 ，详见sys/syscall.h
• …为剩余可变长的参数，为系统调用所带的参数，根据系统调用的不同，可带0~5个不等的参数，如果超过特定系统调用能带的参数，多余的参数被忽略。
• 返回值:该函数返回值为特定系统调用的返回值，在系统调用成功之后你可以将返回值转化为特定的类型，如果系统调用失败则返回-1,错误代码存放在errno中。

**示例:**更改文件权限

对比

将 BUF_SIZE 更改为 16后，每次写的量减少了，增加了系统调用的次数。

**两次时间对比:**1-4096,2-16。

罪魁祸首-用户态和内核态的切换

• 保存用户进程现场
• 合法性检查(如内存)
• 参数传递
• 恢复现场

一多一少解决效率问题: