系统调用

在现代的操作系统中，程序运行的时候，本身是没有权利访问系统资源的。而且，有些行为，应用程序不借助操作系统是无法办到的。

为此，操作系统会提供一套接口，以供应用程序使用，这些接口往往通过中断实现。

Linux使用0x80号中断作为系统调用的入口

在x86体系下，系统调用通过0x80中断完成，各个寄存器用户传递参数。

eax = 1;		//退出进程
eax = 2;		//创建进程
eax = 3;		//读取文件或I/O
eax = 4;		//写文件或I/O

每个系统调用都对应内核源代码的一个函数，都以sys_开头。下表是一些库函数在Linux下对应的系统调用。

大家想一些，既然有了系统调用，为什么我们还需要库函数呢？

其实，大部分操作系统的系统调用都有两个特点：

这时，万能法则就可发挥它的作用了。
增加一个中间抽象层！

万能法则：解决计算机的问题可以通过增加层来实现

这样的抽象层可以保持这样的特点：

系统调用原理

我们知道，现代的CPU可以在多种截然不同的特权级别下执行命令。而在现代操作系统中，有两种特权级别：用户模式和内核模式，也称为用户态、内核态。

一般来说，运行在高特权级别的代码是可以将自己降至低特权级别的，但反过来就不可以了。

系统调用是运行在内核态的，而应用程序基本都是运行在用户态的。

这样就会带来一个问题：用户态程序是如何运行内核态代码的呢？

中断！
中断是一个硬件或软件发出的请求，要求CPU暂停当前的工作转手去处理更加重要的事情。

中断一般具有两个属性：

不同的中断具有不同的中断号，每个中断号对应一个中断处理程序。在内核中，有一个数组称为中断向量表，这个数组的第n项包含了指向第n个中断处理程序的指针。

当一个中断到来时，CPU会暂停当前执行的代码，根据中断号，找到中断处理程序并执行。当执行完后，CPU会将继续执行之前的代码。

由于中断号是有限的，操作系统会用一个或少数几个中断号来对应所有的系统调用。

Linux通过0x80中断来触发所有的系统调用
系统调用号通过eax传入，用户将系统调用号放入eax，然后使用0x80中断。

当用户调用某个系统调用时，会执行一段汇编代码保存现场以便恢复。接着才会切换到内核态。

在实际执行中断所对应的函数之前，CPU还会进行栈的切换。

在Linux中，内核态和用户态是不同的栈，两者各自负责各自的函数调用

当由用户栈切换到内核栈的时候会发生以下行为：

当然除了切换到内核态，还会自动完成以下事件：

所以当调用一个库函数的时候，会进行下图的行为：

[1] 俞甲子 石凡 潘爱明．程序员的自我修养．电子工业出版社，2009.4．