在linux中，系統(tǒng)調用是指操作系統(tǒng)提供給用戶程序調用的一組特殊接口，用戶程序可以根據這組接口獲得操作系統(tǒng)內核的服務；系統(tǒng)調用規(guī)定了用戶進程陷入內核的具體位置，或者說規(guī)劃了用戶訪問內核的路徑，只能從固定位置進入內核。

本教程操作環(huán)境：linux7.3系統(tǒng)、Dell G3電腦。

linux中什么是系統(tǒng)調用

1.什么是系統(tǒng)調用

系統(tǒng)調用，指的是操作系統(tǒng)提供給用戶程序調用的一組特殊接口，用戶程序可以根據這組接口獲得操作系統(tǒng)內核的服務。它規(guī)定了用戶進程陷入內核的具體位置，或者說規(guī)劃了用戶訪問內核的路徑，只能從固定位置進入內核。

2.linux的系統(tǒng)調用

對于現代操作系統(tǒng)來說，系統(tǒng)調用是用戶空間和內核通訊的普遍手段，linux也不例外。按照功能區(qū)域，linux系統(tǒng)調用大致分為進程控制，文件訪問，系統(tǒng)控制，存儲管理，網絡管理，進程通訊等，詳細說明可以通過man 2 syscalls命令查看manpage說明。

系統(tǒng)調用，僅僅通過軟中斷機制向內核提交請求，進入系統(tǒng)調用對應服務。linux提供的用戶編程接口遵循了POSIX標準，這套標準除了定義一些標準的C函數外，提供了一套封裝例程將系統(tǒng)調用封裝供用戶編程使用。不過封裝并非必須的，如果你愿意直接調用，linux內核也提供了一個syscall()函數來實現調用。通過下面一個例子了解C庫調用和直接調用的區(qū)別。

/* **  file: demo.c **  author: eric.xu **  date:   2016-02-25 */ #include <syscall.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <stdio.h> int main(void) {     long id1, id2;          /* system call no 20, __NR_getpid equal to SYS_getpid  */     id1 = syscall(__NR_getpid);     printf("sys_call getpid %ldn", id1);     /* libc getpid */     id2 = getpid();     printf("libc getpid %ldn", id2);     return 0; }

編譯運行，可以看到兩者結果一致。

sys_call getpid 2899 libc getpid 2899

3.linux系統(tǒng)調用實現

當用戶態(tài)的進程調用一個系統(tǒng)調用時，CPU切換到內核態(tài)并開始執(zhí)行內核函數。因為內核中每個系統(tǒng)調用都有唯一的標號，所以用戶態(tài)調用必須傳遞一個系統(tǒng)調用號的參數來確定具體的系統(tǒng)調用函數。所有的系統(tǒng)調用函數都是整數，在內核中，整數和0表示系統(tǒng)調用成功結束，負數則表示出錯條件，而這個錯誤值會存放在errno變量中作為出錯碼返回給應用程序。

linux系統(tǒng)調用使用軟中斷實現，在x86架構中調用int $0x80匯編指令，這條指令會產生向量為128的異常。而在arm架構中通過SWI指令進入內核空間，下面看下這條指令的格式:

SWI {cond} immed24;其中immed24表示24位立即數

SWI異常中斷處理程序需要通過讀取引起軟件中斷的SWI指令，取得24位立即數?；静襟E是在SWI異常產生后，訪問SPSR寄存器判斷該指令是ARM指令還是Thumb指令，然后通過訪問LR寄存器得到整條指令地址，緊接著拿到該條指令，獲取最低24位立即數。