Linux内核系统调用速查

"这篇文档是关于Linux系统调用的快速参考指南，由Jialong He编写，主要介绍了如何在C程序中使用系统调用以及其基本原理。" 在Linux操作系统中，系统调用是内核提供给用户空间程序的服务接口。它们允许应用程序执行一些特权操作，如文件操作、进程管理、内存管理等。在C编程中，通常通过标准库函数（如glibc中的`libc`）来调用这些系统服务，这些函数本质上是对多个系统调用的封装。 `man`手册页的第二部分（`man 2`）提供了关于系统调用的详细信息。例如，要查看系统调用的总体介绍，可以在命令行中输入`man 2 intro`。此外，可以直接使用`syscall()`函数来调用系统调用，这需要知道对应的函数编号。这些编号在`<syscall.h>`或`<unistd.h>`头文件中定义。 系统调用的执行过程通常是这样的：当一个系统调用被调用时，它会触发软件中断0x80，这个中断会将控制权从用户空间转移到内核空间。在Linux内核源代码的`arch/i386/kernel/entry.S`文件中定义了系统调用表，这个表列出了所有可能的系统调用及其对应的处理函数。 下面是一个简单的系统调用示例，展示了如何直接调用`SYS_getpid`（获取当前进程ID）系统调用： ```c #include<syscall.h> #include<unistd.h> #include<stdio.h> #include<sys/types.h> int main(void){ long ID1, ID2; // 直接调用系统调用 ID1 = syscall(SYS_getpid); printf("syscall(SYS_getpid)=%ld\n", ID1); // 通过"libc"封装的系统调用 ID2 = getpid(); printf("getpid()=%ld\n", ID2); return 0; } ``` 在这个例子中，`syscall(SYS_getpid)`和`getpid()`都用于获取进程ID，但前者是直接使用`syscall()`函数，后者是通过`libc`库的函数调用。尽管两者都能达到相同的效果，但直接使用`syscall()`可能会更底层、更直接，而`getpid()`则更便于理解和使用。 系统调用在Linux编程中扮演着核心角色，它们是操作系统与用户程序交互的基础。理解并熟练使用系统调用对于开发高效、低级别的系统级程序至关重要。此外，通过学习和分析系统调用，开发者可以更深入地理解操作系统的内部工作原理。