Linux中的系统调用如何实现？
当我以用户模式调用系统调用时，如何在OS中处理这个调用？
它是否调用一些可执行二进制文件或一些标准库？
如果是的话，完成这个呼叫需要什么样的东西？
看看这个 。
从2.5版开始，linux内核在Pentium II +处理器上引入了一个新的系统调用入口机制。 由于现有软件中断方法在Pentium IV处理器上的性能问题，使用Pentium II +处理器上提供的SYSENTER / SYSEXIT指令实现了另一种系统调用入口机制。 本文探讨了这种新机制。 讨论仅限于x86架构，所有源代码列表都基于Linux内核2.6.15.6。
- 什么是系统调用？
系统调用为用户态进程提供了从内核请求服务的方式。 什么样的服务？ 由操作系统pipe理的服务，如存储，内存，networking，进程pipe理等。例如，如果用户进程想要读取一个文件，就必须进行“打开”和“读取”系统调用。 通常，系统调用不会被进程直接调用。 C库提供了一个所有系统调用的接口。
- 系统调用会发生什么？
内核代码片段是根据用户进程的请求运行的。 此代码运行于环形0（具有当前特权级别-CPL-0），这是x86体系结构中的最高级别特权。 所有用户进程都运行在环3（CPL 3）中。
所以，要实现系统调用机制，我们需要的是
1）从环3呼叫环0码的方式。
2）一些内核代码来处理请求。
- 古老的做法
直到一段时间之后，linux才使用软件中断在所有x86平台上实现系统调用。 要执行系统调用，用户进程会将所需的系统调用号复制到％eax，并执行“int 0x80”。 这将产生中断0x80，并将调用中断服务程序。 对于中断0x80，这个例程是一个“所有系统调用处理”例程。 此例程将在环0中执行。此例程（如/usr/src/linux/arch/i386/kernel/entry.S中所定义）将保存当前状态，并根据％中的值调用相应的系统调用处理程序。 EAX。
- 新的shiny的方式做到这一点
发现这种软件中断方法在奔腾IV处理器上要慢得多。 为了解决这个问题，Linus实现了一个替代的系统调用机制来利用所有Pentium II +处理器提供的SYSENTER / SYSEXIT指令。 在进一步研究这种新的方法之前，让我们让自己更熟悉这些说明。
这取决于你的系统调用的意思。 你是指C库调用（通过glibc）还是实际的系统调用？ C库调用最终总是最终使用系统调用。
进行系统调用的旧方法是通过软件中断，即int指令。 Windows有int 0x2e而Linux有int 0x80 。 OS在中断描述符表（IDT）中为0x2e或0x80build立中断处理程序。 这个处理程序然后执行系统调用。 它将用户模式的参数复制到内核模式（这是由操作系统特定的约定来控制的）。 在Linux上，使用ebx ， ecx ， edx ， esi和edi传递参数。 在Windows上，参数是从堆栈复制的。 处理程序然后执行某种查找（查找函数的地址）并执行系统调用。 系统调用完成后， iret指令返回到用户模式。
新的方法是sysexit和sysexit 。 这两条指令基本上为你做所有的注册工作。 OS通过模型特定寄存器（MSR）设置指令。 之后，它几乎和使用int相同。
它通过glibc，在用参数填充寄存器之后发出0x80中断。 内核的中断处理程序然后在syscall表中查找系统调用并调用相关的sys _ *（）函数。
非常简单，但是当您尝试访问保留的内存地址时会发生中断。 中断将上下文切换到内核模式，并代表用户执行内核代码（实际系统调用）。 一旦通话完成，控制返回到用户代码。
assembly中的int X转换为系统调用编号n。
读取系统调用可能会给出一个数字4。
在系统启动时，OSbuild立一个叫做中断描述符表（IDT）的指针表，它具有系统调用的地址列表以及执行它们所需的特权。
当前权限级别（CPL）保存在CS寄存器的某一位（技术上是x86上的2位）。
这是一个int指令所遵循的步骤：
•从IDT中获取第n个描述符，其中n是int的参数。
•检查％cs中的CPL是否<= DPL，其中DPL是描述符中的权限级别。
•如果没有，则用户没有足够的权限来执行此操作，并将导致执行int 13指令（一般性保护错误）（用户没有足够的权限）
•如果是，那么用户代码有足够的权限来执行这个系统调用，当前的执行上下文被保存（寄存器等），因为我们现在切换到内核模式。
这些信息包括寄存器，标志，因为当系统调用被屏蔽时，我们希望从我们离开的地方继续执行。 •系统调用的参数保存在内核堆栈中，因为系统调用是在内核模式下执行的。
VSYSCALL（快速系统呼叫）
每次系统调用都由用户执行时，Os会保存机器的当前状态（即寄存器，堆栈指针等）并切换到内核模式执行。 对于某些系统调用，不需要保存所有的寄存器。 Ex系统调用的获取时间读取当前时间，系统调用返回。 所以一些系统调用是通过叫做vsyscalls来实现的。 这里当系统调用被执行时，它在用户空间本身中执行，而不用切换到内核。 所以节省了时间。
有关vsyscall的详细信息，请参见此处http://www.trilithium.com/johan/2005/08/linux-gate/
在这里任何人都可以了解gettimeofday如何工作？
系统调用是由特殊的陷阱指令，系统调用号码和参数组成的。
- 特殊陷阱指令用于从用户模式切换到具有无限特权的内核模式。
- 系统调用号码和参数通过寄存器传递。
