Syscall specifications of Linux

在Linux操作系统中，系统调用（System Call，简称syscall）是用户空间程序与内核空间交互的主要接口。系统调用提供了安全、高效的方式，让应用程序能够执行只有操作系统才能完成的任务，如磁盘I/O、进程管理、网络通信等。本资料主要涵盖了Linux系统的系统调用规范。 我们需要理解什么是系统调用。系统调用是一种特殊的软件中断，它允许用户进程请求操作系统服务。在C语言中，通常通过标准库函数（如open、read、write等）间接调用系统调用。当这些函数被调用时，它们最终会触发相应的系统调用号，并将控制权传递给内核，执行相应的操作。 在Linux中，系统调用有着严格的编号和定义。例如，`syscalls`文件列表可能包含了所有可用的系统调用及其对应的编号。这些编号在`/usr/include/asm/unistd_64.h`或`unistd_32.h`头文件中可以找到，不同架构（如x86_64、i386）的系统调用号可能会有所不同。系统调用号是内核识别特定系统调用的标识。 系统调用主要有以下几类： 1. 进程控制：包括创建新进程（fork）、执行新程序（execve）、退出进程（exit）、等待子进程结束（wait4）等。 2. 文件操作：如打开文件（openat）、读取（read）、写入（write）、关闭文件（close）等。 3. 目录和文件系统：如创建目录（mkdirat）、改变当前工作目录（chdir）、列出目录内容（readdir）等。 4. 设备I/O：包括对硬件设备的操作，如打开设备文件（openat）、读写设备（read、write）等。 5. 网络通信：如创建套接字（socket）、连接（connect）、发送和接收数据（send、recv）等。 6. 权限和安全：如改变文件权限（chmod）、获取用户和组信息（getuid、getgid）等。 7. 时间和日期：获取系统时间（time）、设置时钟（clock_settime）等。 8. 内存管理：分配和释放内存（malloc、free的底层实现）、映射文件到内存（mmap）等。 要查看当前系统支持的所有系统调用，可以使用`strace -e trace=syscall -l`命令。通过分析`syscalls`文件，开发者可以了解每个系统调用的参数、返回值以及它们在内核中的实现细节。 系统调用的性能至关重要，因为每次系统调用都会涉及到用户态到内核态的切换，这会产生一定的开销。因此，优化系统调用使用，减少不必要的系统调用，对于提高程序效率具有重要意义。 总结来说，Linux系统调用是操作系统提供给用户程序的核心服务接口，涵盖了进程管理、文件操作、网络通信等多个方面。深入理解和熟练运用系统调用是成为一名优秀Linux程序员的基础。