系统调用

标准C库的例子

• 应用程序调用printf()时，会触发系统调用write()。

系统调用

• 操作系统服务的编程接口
• 通常由高级语言编写（C或C++）
• 程序访问通常是通过高层次的API接口而不是直接进行系统调用
• 三种最常用的应用程序编程接口（API）
  • Win32 API用于Windows
  • POSIX API用于POSIX-based systems(包括UNIX, LINUX, Mac OS X的所有版本)
  • Java API用于JAVA虚拟机（JVM）

系统调用的实现

• 每个系统调用对应一个系统调用号
  • 系统调用接口根据系统调用号来维护表的索引
• 系统调用接口调用内核态中的系统调用功能实现，并返回系统调用的状态和结果
• 用户不需要知道系统调用实现
  • 需要设置调用参数和获取返回结果
  • 操作系统接口的细节大部分都隐藏在应用编程接口后
    • 通过运行程序支持的库来管理

函数调用和系统调用的不同处

• 系统调用
  • INT和IRET指令用于系统调用
    • 系统调用时，堆栈切换和特权级的转换
• 函数调用
  • CALL和RET用于常规调用
    • 常规调用时没有堆栈切换
• Intel 64 and IA-32 Architecture Software Developer

中断、异常和系统调用的开销

• 超过函数调用
• 中断、异常和系统调用
  • 引导机制
  • 建立内核堆栈
  • 验证参数
  • 内核态映射到用户态地址空间
    • 跟新页面映射权限
  • 内核态独立地址空间
    • TLB