系统调用

内核提供一系列实现预定功能的内核函数，通过一组称为「系统调用」（system call）的接口呈现给用户。系统调用把应用程序的请求传达给内核，内核调用对应的内核函数完成请求所需处理后，再将处理结果返回给应用程序。

内核的主体是系统调用的集合，可以把内核看做特殊的公共子程序。系统调用是应用程序获得操作系统服务的唯一途径。

系统调用是一种中介，把用户与硬件隔离开来，应用程序通过系统调用才能请求系统服务和使用系统资源。系统调用的作用有

• 内核可基于权限和规则对资源访问进行裁决，保证系统的安全性；
• 系统调用封装资源抽象，提供一致性接口，避免用户使用资源时可能发生的错误，且使编程方便效率高。

系统调用可以大致分为

• 进程和作业管理
• 文件操作
• 设备管理
• 主存管理
• 信息维护
• 进程通信

系统调用实现时，需要注意：

• 编写系统调用处理内核函数；
• 设计一张系统调用入口地址表，每个入口地址都指向一个系统调用的处理内核函数，有的系统还包含系统调用自带参数的个数；
• 陷入处理机制需开辟现场保护区，以保存发生系统调用时的处理器现场。

系统调用的处理过程可表示为

系统调用的参数传递，可由访管指令或陷入指令自带参数，分为：

• 直接参数
• 间接参数

通过 CPU 的通用寄存器传递参数，或在主存的一个块或表中存放参数，其首地址送入寄存器，实现参数传递。也可在主存中开辟专用堆栈区域传递参数。

系统调用与函数调用的区别在于：

• 调用形式和实现方式不同。函数一般调用指令，其专项地址包含在跳转语句中。系统调用不包含处理程序入口，仅提供功能号，按功能号调用
• 被调用代码的位置不同。函数调用时，调用程序和被调用代码在同一程序中。系统调用的处理代码在调用程序之外（在操作系统中）
• 提供方式不同。函数有编译系统提供，不同编译系统提供的函数可以不同。系统调用函数由操作系统提供，对设计好的操作系统，系统调用的功能、种类与数量固定不变。

在 Linux 系统中，系统调用通过 0x80 号中断实现，