Linux系统调用与应用编程接口（API）

应用编程接口（API）与系统调用不同。前者只是一个函数定义，说明了如何获得一个给定的服务；而后者是通过软件中断向内核态发出一个明确的请求。一个API没必要对应一个特定的系统调用。

首先，API可能直接提供用户太的服务（例如一些抽像的数据函数，根本没必要使用系统调用）。其次，一个单独的API函数可能调用几个系统调用。另外几个API函数可能调用封装了不同功能的同一系统调用。当用户态的进程调用一个系统调用时，CPU切换到内核态并开始执行一个内核函数。

从编程者的观点看，API和系统调用之间的差别是没有关系的：唯一相关的事情就是函数、参数类型及返回代码的含义。然而，从内核设计者的观点看，这种差别确实有关系，因为系统调用属于内核，而用户太的库函数不属于内核。当用户态的进程调用一个系统调用时，CPU切换到内核态并开始执行一个内核函数。在80x86体系结构中，可以用两种不同的方式调用Linux的系统调用。两种方式的最终结果都是转到所谓系统调用处理程序（system call handler）的汇编语言函数中。因为内核实现了很多不同的系统调用，因此进程必须传递一个名为系统调用号（system call number）的参数来识别所需要的系统调用，eax寄存器就用作此目的。

系统调用处理程序与其他异常处理程序的结构类似，执行下列操作：

（1）在内核态栈保存大多数寄存器的内容

（2）调用名为系统调用服务例程（system call service routine）的相应的C函数来处理系统调用

（3）退出系统调用处理程序：用保存在内核栈中的值加载寄存器,CPU从内核态切换回到用户态。

用户进程可以通过两种不同的方式调用系统调用：

（1）执行init $0x80汇编指令。在Linux内核的老版本中unix系统设计，这是从用户态切换到内核态的唯一方式。

（2）执行sysenter 汇编语言指令。在Intel Pentium 微处理器芯片中引入了这条指令。现在Linux2.6内核支持这条指令。

同样，内核可以通过两种方式从系统调用退出，从而使CPU回到用户态：

执行iret汇编语言指令

执行sysexit汇编语言指令，它和sysenter指令同时在Intel Pentium 微处理器中引入。

具体内容可以参考：《深入理解Linux内核》一书的第十章”系统调用“。

（编辑：天瑞地安资讯网）

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