操作系统通过系统调用为运行在其上的进程提供服务。当用户态进程发起系统调用时，CPU会切换到内核态并开始执行内核函数。内核函数负责响应应用程序的要求，如操作文件、进行网络通信或申请内存资源等。原文地址：https://learn-linux.readthedocs.io玩转Linux老群已满，请加新群：278378501。欢迎关注我们的公众号：小菜学习编程（coding-fan）To举个简单的例子，应用进程需要输出一行文字，需要调用write系统调用：#include#includeintmain(intargc,char*argv[]){char*msg="Hello,world!\n";写（1，味精，strlen（味精））；return0;}注意读者可能会有一些疑惑——输出文本不就是使用printf等函数吗？的确。printf是建立在系统调用之上的高级库函数，用于实现数据格式化等功能。因此，从本质上讲，系统调用起着决定性的作用。调用流程那么，在应用程序中调用系统调用的流程是怎样的呢？下面以一个假设的系统调用xyz为例，介绍一个系统调用的所有环节。如上图，系统调用执行流程如下：应用代码调用系统调用（xyz），这是一个包装系统调用的库函数；库函数（xyz）负责准备传递给内核的参数，并触发软中断切换到内核；CPU被软中断中断后，执行中断处理函数，即系统调用处理函数（system_call）；系统调用处理函数调用系统调用服务例程(sys_xyz)，真正开始处理系统调用；执行状态切换应用程序（applicationprogram）和库函数（libc）之间，系统调用处理程序（systemcallhandler）和系统调用服务例程（systemcallserviceroutine）之间都是普通的函数调用，其中应该不难理解。由于用户态和内核态的切换，库函数和系统调用处理函数的关系更加复杂。Linux使用软中断从用户模式切换到内核模式。用户态和内核态是独立的执行流程，所以切换时需要准备执行栈和保存寄存器。内核实现了许多不同的系统调用（提供不同的功能），而系统调用处理程序只有一个。因此，用户进程必须传递一个参数来区分，这就是系统调用号（systemcallnumber）。在Linux中，系统调用号一般是通过eax寄存器传递的。综上所述，执行状态切换过程为：应用程序在用户态准备调用参数，执行int指令触发软中断，中断号为0x80；CPU被软中断中断后，执行相应的中断处理函数。进入内核态；系统调用处理函数准备内核执行栈并保存所有寄存器（一般用汇编语言实现）；系统调用处理函数根据系统调用号调用相应的C函数——系统调用服务程序；系统调用处理函数准备返回值，从内核栈中恢复寄存器；系统调用处理函数执行ret指令切换回用户态；编程实践，通过一个简单的程序，看看应用程序如何在用户态准备参数并通过int指令触发软中断进入内核态执行系统调用：.section.rodatamsg:.ascii"Hello,world!\n".section.text.global_start_start:#callSYS_WRITEmovl$4,%eax#pushargumentsmovl$1,%ebxmovl$msg,%ecxmovl$14,%edxint$0x80#CallSYS_EXITmovl$1,%eax#pushargumentsmovl$0,%ebx#initiateint$0x80这是一个汇编语言程序，程序入口在_start标签之后。第12行，准备系统调用号：将常量4放入寄存器eax。系统调用编号4表示系统调用SYS_write，我们将通过它向标准输出写入一个字符串。第14-16行，准备系统调用参数：第一个参数放入寄存器ebx，第二个参数放入ecx，以此类推。write系统调用需要3个参数：文件描述符，标准输出文件描述符为1；写入内容（缓冲区）地址；写入内容长度（字节数）；第17行，执行int指令触发软中断0x80，程序进入内核态，内核执行系统调用。系统调用执行完后，内核会负责切换回用户态，应用程序会继续执行后面的指令（从第20行开始）。第20-24行调用exit系统调用以退出程序。请注意，必须显式调用exit系统调用才能退出程序。否则，程序会继续执行，最终会遇到段错误（segmentationfault）！读者可能会好奇——在写C语言或者其他程序的时候，这个调用是没有必要的！这是因为C库(libc)已经为您做了所有脏活。接下来，我们编译并执行这个汇编语言程序：-int.o$lshello_world-inthello_world-int.ohello_world-int.S$./hello_world-int你好，世界！事实上，将系统调用号和调用参数放入正确的寄存器并触发正确的softirq是一个重复的麻烦。C库已经完成了肮脏的工作——试试系统调用函数！#include#include#includeintmain(intargc,char*argv[]){char*msg="Hello,world!\n";系统调用(SYS_write,1,msg,strlen(msg));return0;}接下来是订阅更新获取更多学习资料，请关注我们的微信公众号：参考SergIakovlevwrite(2)-Linuxmanualpagesyscall(2)-Linuxmanualpage_exit(2)-Linuxmanualpage
