10、Linux系统调用与信号处理详解

Linux系统调用与信号处理详解

1. 系统调用处理程序和服务例程

当用户模式进程调用系统调用时，CPU会切换到内核模式并开始执行内核函数。在80x86架构的Linux中，系统调用有两种不同的调用方式，但最终都会跳转到一个名为系统调用处理程序的汇编语言函数。

由于内核实现了许多不同的系统调用，用户模式进程必须传递一个称为系统调用号的参数来标识所需的系统调用，Linux使用eax寄存器来实现这一目的。此外，调用系统调用时通常还会传递其他参数。

所有系统调用都会返回一个整数值。这些返回值的约定与包装例程的不同。在内核中，正值或0值表示系统调用成功终止，而负值表示错误情况。在错误情况下，该值是错误代码的取反，必须通过errno变量返回给应用程序。errno变量不由内核设置或使用，而是由包装例程在系统调用返回后处理设置该变量的任务。

系统调用处理程序的结构与其他异常处理程序类似，它执行以下操作：
- 将大多数寄存器的内容保存到内核模式栈中（此操作对所有系统调用都通用，用汇编语言编写）。
- 通过调用相应的C函数（称为系统调用服务例程）来处理系统调用。
- 从处理程序退出：将寄存器加载为内核模式栈中保存的值，并将CPU从内核模式切换回用户模式（此操作对所有系统调用都通用，用汇编语言编写）。

与xyz()系统调用关联的服务例程名称通常是sys_xyz()，但也有一些例外情况。

下面是系统调用相关函数之间关系的流程图：

graph LR A[应用程序] --> B[包装例程] B --> C[系