Linux系统调用速查手册

"LINUX System Call Quick Reference" 在Linux操作系统中，系统调用是内核提供给用户空间程序的核心服务接口。对于C语言编程人员来说，理解和使用系统调用至关重要，因为许多标准库函数（如`libc`）实际上是对这些系统调用的封装。系统调用手册（通常在man pages的第二部分）提供了详细信息，通过在命令行输入`man 2 intro`可以查看概述。 系统调用的工作原理是通过调用`syscall()`函数来实现的，每个系统调用都有一个预定义的函数编号，这些编号可以在`<syscall.h>`或`<unistd.h>`头文件中找到。在内部，系统调用通过软件中断0x80来触发，从而将控制权转交给内核执行。系统调用表的具体实现位于Linux内核源代码的`arch/i386/kernel/entry.S`文件中，对于不同的架构，这个文件会有所不同。 下面是一个简单的系统调用示例，展示了如何直接使用`syscall()`函数获取进程ID（PID）： ```c #include<syscall.h> #include<unistd.h> #include<stdio.h> #include<sys/types.h> int main(void){ long ID1, ID2; /* 直接系统调用 */ /* SYS_getpid 的函数号是 20 */ ID1 = syscall(SYS_getpid); printf("syscall(SYS_getpid)=%ld\n", ID1); /* 使用 "libc" 封装的系统调用 */ /* SYS_getpid 也可以通过 "getpid()" 函数调用 */ ID2 = getpid(); printf("getpid()=%ld\n", ID2); return 0; } ``` 在这个例子中，`syscall(SYS_getpid)`直接使用了系统调用号20（对应于`getpid()`），而`getpid()`是`libc`库提供的一个包装函数，它最终也会调用到`SYS_getpid`系统调用。运行这段程序将打印出当前进程的PID两次，证明两种方法的效果是一致的。 系统调用广泛应用于各种任务，包括文件I/O、进程管理、内存管理、网络通信等。例如，`open()`用于打开文件，`read()`和`write()`用于读写文件，`fork()`用于创建子进程，`malloc()`和`free()`则涉及内存分配和释放，这些都是通过系统调用来实现的。了解和熟练使用系统调用是深入理解操作系统工作原理和编写高效低层程序的关键。 通过深入学习和实践系统调用，开发者可以更好地控制程序的行为，优化性能，或者实现一些内核级的功能。同时，这也需要对操作系统内核、进程间通信、内存管理和并发编程有深入的理解。对于想要开发设备驱动、嵌入式系统或系统级工具的工程师来说，掌握Linux系统调用是必备技能。