Linux 内核系统调用：核心功能与关键概念325

Linux 系统调用是一个接口，允许用户空间程序与 Linux 内核进行交互。它们提供了访问系统资源和控制内核功能的方法。了解系统调用对于理解内核的运作方式以及与之交互非常重要。

系统调用机制

当一个程序发出系统调用时，它会触发一个软中断，该中断将控制权传递给内核中的一个特定的处理程序。这个处理程序执行所需的内核操作，并将控制权返还给程序。

系统调用可以通过两种方式发出：使用汇编指令或通过 C 库函数。汇编指令直接调用系统调用号，而 C 库函数提供了更高层次的抽象，简化了系统调用。

系统调用表

内核维护一个称为系统调用表的表，其中包含所有可用系统调用的信息。每个系统调用都有一个唯一的编号，该编号用于识别它。系统调用表中的每个条目还包含指向处理程序的指针，该处理程序执行所需的内核操作。

常用系统调用

Linux 内核提供了大量的系统调用来执行各种任务。其中一些最常用的包括：* open：打开一个文件read：从文件中读取数据write：将数据写入文件close：关闭一个文件execve：执行一个新程序fork：创建一个子进程exit：终止一个进程getpid：获取当前进程的 PIDwaitpid：等待一个子进程

系统调用约定

系统调用约定定义了参数如何传递给内核，以及返回值如何接收。不同的体系结构具有不同的调用约定。例如，在 x86-64 上，前六个参数在寄存器中传递，而其余参数在堆栈中传递。

返回值通常存储在特定的寄存器中，例如 x86-64 上的 rax 寄存器。负返回值表示错误，而 0 表示成功。

系统调用安全

系统调用是访问受保护资源的强大工具，因此必须小心使用。内核实施了各种安全机制来防止滥用，例如：* 访问控制：只有具有适当权限的用户才能发出某些系统调用。输入验证：内核会检查用户空间传递的参数的有效性。沙盒：某些系统调用被限制在沙盒环境中，以限制其对系统的访问。

Linux 系统调用是与内核交互和控制系统资源的核心机制。了解系统调用机制、系统调用表、常用系统调用、系统调用约定和系统调用安全对于理解内核的运作方式以及有效地与之交互至关重要。

2024-10-22

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