Linux系统调用之系统调用过程

对于日常使用的应用也不是脱离了硬件进行执行的，为了方便使用，就出现了操作系统，如果操作系统不是开放的，那就失去了操作系统的意义，为了方便使用操作系统，操作系统预留出了一些接口，这些接口就是系统调用函数。

当然系统调用函数肯定不同于库函数，接下来我将讲解Linux中的系统调用过程。

下图是软硬件的简单关系。

库函数：调用在用户态，执行在用户态

系统调用函数，调用在用户态，执行在内核态。

操作系统：管理软硬件资源，为用户提供人机交互的平台。

 

本文使用了系统调用里的文件函数open，read，write，close（可以查看我的博客，文件函数）

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main()
{
	int fdr = open("passwd", O_RDONLY);
	assert(fdr != -1);

	int fdw = open("./newpasswd", O_WRONLY | O_CREAT, 0600);
	assert(fdw != -1);

	char buff[256] = {0};
	int num = 0;
	while((num = read(fdr, buff, 256)) > 0)
	{
		write(fdw, buff, num);
	}

	close(fdr);
	close(fdw);
	exit(0);	
}

当程序遇到第一个系统调用函数open时，发生系统调用，接下来我将从程序的执行方面讲述：

第一步：程序进入操作系统查找系统调用号，并将系统调用号保存到eax寄存器中。

              一般情况下Linux中open函数的系统调用号为5

第二步：将eax中的值作为系统调用表的下标执行系统内核函数

第三步：系统内核返回文件描述符，并将文件描述符保存给eax寄存器带出，赋值给fdr

              一般情况下第一次打开的文件所返回的文件描述符为3，第二个为4（具体可以参考我的博客，文件描述符）

第四步：程序继续执行

大概过程如下所示

上面是对程序运行方面进行理解的，理解比较粗糙。

当发生系统调用时具体发生了以下事情：

1.将程序上下文保存

2.将函数对应的系统调用号保存到eax寄存器

3.出发0x80中断，切换到内核态执行中断处理

ps：因为每当发生系统调用都会执行上面的步骤，所以输入输出函数都会带有缓冲区，以减少发生系统调用的次数