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Linux内核设计与实现 第五章

时间:2016-03-17 14:34:52      阅读:206      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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1. 什么是系统调用

系统调用就是用户程序和硬件设备之间的桥梁。

用户程序在需要的时候,通过系统调用来使用硬件设备。

系统调用的存在意义:

1)用户程序通过系统调用来使用硬件,而不用关心具体的硬件设备,这样大大简化了用户程序的开发。

    比如:用户程序通过write()系统调用就可以将数据写入文件,而不必关心文件是在磁盘上还是软盘上,或者其他存储上。

2)系统调用使得用户程序有更好的可移植性。

    只要操作系统提供的系统调用接口相同,用户程序就可在不用修改的情况下,从一个系统迁移到另一个操作系统。

3)系统调用使得内核能更好的管理用户程序,增强了系统的稳定性。

    因为系统调用是内核实现的,内核通过系统调用来控制开放什么功能及什么权限给用户程序。

    这样可以避免用户程序不正确的使用硬件设备,从而破坏了其他程序。

4)系统调用有效的分离了用户程序和内核的开发。

    用户程序只需关心系统调用API,通过这些API来开发自己的应用,不用关心API的具体实现。

    内核则只要关心系统调用API的实现,而不必管它们是被如何调用的。

 

用户程序,系统调用,内核,硬件设备的调用关系:技术分享

 

2. Linux上的系统调用实现原理

要想实现系统调用,主要实现以下几个方面:

  1. 通知内核调用一个哪个系统调用
  2. 用户程序把系统调用的参数传递给内核
  3. 用户程序获取内核返回的系统调用返回值

下面看看Linux是如何实现上面3个功能的。

2.1 通知内核调用一个哪个系统调用

每个系统调用都有一个系统调用号,系统调用发生时,内核就是根据传入的系统调用号来知道是哪个系统调用的。

在x86架构中,用户空间将系统调用号是放在eax中的,系统调用处理程序通过eax取得系统调用号。

系统调用号定义在内核代码:arch/alpha/include/asm/unistd.h 中,可以看出linux的系统调用不是很多。

2.2 用户程序把系统调用的参数传递给内核

系统调用的参数也是通过寄存器传给内核的,在x86系统上,系统调用的前5个参数放在ebx,ecx,edx,esi和edi中,如果参数多的话,还需要用个单独的寄存器存放指向所有参数在用户空间地址的指针。

一般的系统调用都是通过C库(最常用的是glibc库)来访问的,Linux内核提供一个从用户程序直接访问系统调用的方法。

超过6个参数的系统调用很罕见,所以这里只定义了6个。

2.3 用户程序获取内核返回的系统调用返回值

获取系统调用的返回值也是通过寄存器,在x86系统上,返回值放在eax中。

Linux内核设计与实现 第五章

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原文地址:http://www.cnblogs.com/20135305yg/p/5284841.html

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