系统调用

定义

系统调用(System Call)是应用程序向操作系统内核请求服务的编程接口。当程序需要执行读写文件、创建进程、网络通信等只能由内核完成的特权操作时,必须通过系统调用来请求。

核心机制

现代 CPU 区分用户态与内核态两种运行级别。普通程序运行在权限受限的用户态,无法直接操作硬件或访问内核数据。系统调用的执行过程通常为:

• 程序准备好参数并执行特定的陷入指令(如 syscall 指令)。
• CPU 切换到内核态,跳转到内核预设的处理入口。
• 内核根据系统调用号执行相应服务,完成后将结果返回。
• CPU 切回用户态,程序继续执行。

作用

系统调用是用户程序与内核之间的唯一受控通道,既让程序得以使用底层资源,又通过用户态与内核态的隔离保障了系统安全与稳定。常见的系统调用包括 read、write、open、fork、exec 等。为方便使用,标准库(如 C 语言的 libc)通常会对系统调用进行封装,开发者多通过库函数间接调用它们。