第5章 系统调用
5.1 与内核通信
系统调用在用户空间进程和硬件设备之间添加了一个中间层。 该层主要作用有三个：
5.2 API、POSIX和C库
1、API可以在各种不同的操作系统实现，给应用程序提供完全相同的接口，而它们本身在这些系统上的实现却可能迥异。
2、在Unix世界中，最流行的应用编程接口是基于POSIX标准的。
3、C库包括：
4、提供机制而不是策略
5.3 系统调用
1、系统调用——在linux中常称作syscall
2、系统调用再出现错误的时候C库会把错误码写入errno全局变量。通过调用perror()库函数，可以把该变量翻译成用户可以理解的错误字符串。
3、SYSCALL_DEFINE0只是一个宏，它定义一个无参数的系统调用。
3、asmlinkage：这是一个编译指令，通知编译器仅从栈中提取该函数的参数。
5.3.1 系统调用号
1、系统调用号一旦分配就不能再有任何变更。
2、内核记录了系统调用表中的所有已注册过的系统调用的列表，存储在syscalltable中。
5.3.2 系统调用的性能
Linux系统执行快的原因：
5.4 系统调用处理程序
通知内核的机制是靠软中断实现的：
5.4.1 指定恰当的系统调用
1、在x86上，系统调用号是通过eax寄存器传递给内核的。
2、system_call()函数通过将给定的系统调用号与NR——syscall做比较来检查其有效性。
3、由于系统调用表中的表项是以64位类型存放的，内核需要将给定的系统调用号乘以4，然后用所得到的结果在该表中查询其位置。
5.4.2 参数传递
最简单的办法是像传递系统调用号一样，把这些参数也放在寄存器里。
5.5 系统调用的实现
5.5.1 实现系统调用
5.5.2 参数验证
- 与文件I/O相关的系统调用必须检查文件描述符是否有效。
- 与进程相关的函数必须检查提供的PID是否有效。
最重要的一种检查就是检查用户提供的指针是否有效。
内核必须保证：
最后一项检查针对是否有合法权限。
5.6 系统调用上下文
5.6.1 绑定一个系统调用的最后步骤
1、当编写完一个系统调用后，把它注册成一个正式的系统调用是件琐碎的工作：
2、系统调用号是专属于体系结构ABI（应用程序二进制接口）的部分
5.6.2 从用户空间访问系统调用
1、用户程序通过包含标准头文件并和C库链接，就可以使用系统调用。
2、对于每个宏来说，都有2+2*n个参数。
- 第一个参数对应着系统调用的返回值类型。
- 第二个参数是系统调用的名称
- 在以后是按照系统调用参数的顺序排列的每个参数的类型和名称。
5.6.3 为什么不通过系统调用的方式实现
建立一个新的系统调用的好处
问题是:
替代方法:
5.7 小结
1、系统调用到底是什么。
2、它们与库函数和应用程序接口有怎样的关系。
3、执行系统调用的连锁反应：