Linux系统调用及其效率
操作系統相關概念：
操作系統---管理計算機硬件與軟件資源的軟件，是用戶與系統操作交互的接口，為在它上面運行的程序提供服務。
操作系統內核 ----操作系統的核心。負責管理系統的進程、內核、設備驅動程序。文件和網絡系統，一套內核不是一套完整的操作系統，如Linux。
Linux操作系統---基于Linux內核的操作系統，通常由Linux內核、Shell、文件系統和應用程序。常見的有RetHat 、Fedora 、Centos 、Ubuntu和Andriod。
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Linux的運行空間：
Linux的運行空間 = 內核空間 + 用戶空間
內核空間 ---存放的是整個內核代碼和所有內核模塊，以及內核所維護的數據。
用戶空間---用戶程序的代碼和數據。
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什么是系統調用？
操作系統提供給用戶程序調用的系統服務(硬件設備)的一組特殊的接口。
系統調用可以被看成是一個內核與用戶空間程序交互的接口——他好比一個信使，把用戶進程的請求傳達給內核，
待內核將請求處理完畢后，再將處理的結果送回給用戶空間。
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系統調用的必要性:
1)把用戶從底層的硬件編程中解放出來
與具體的硬件完全隔離，用戶不需要面向具體的硬件編碼，降低了開發的發雜性和難度。
2）極大的提高了系統的安全性與穩定性
將用戶進程隔離，實現內核“保護”，用戶進程不允許訪問數據，也無法使用內核函數，用戶訪問內核的路徑是事先定義好的，
? ? ? ?只能從規定位置進入內核，而不準肆意跳入內核，有了這樣限于內核的統一訪問方式才能保證內核的安全無誤。
3）使用戶程序具有可移植性
不同平臺，不同硬件。略略略。
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系統調用的實現：
簡單的來講，系統調用實現所依靠的是軟件中斷。那么何為軟件中斷？
軟件中斷——他是通過軟件指令觸發的中斷，Linux系統內核響應軟件中斷，從用戶態切換到內核態執相應的系統調用。中斷是
指計算機運行過程中，出現某些意外情況需要主機干預時，機器能夠自動停止處理正在運行的程序并轉入處理新情況的程序，處理完
畢后，有轉回被暫停的程序繼續執行。
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系統調用控制程序執行軟件中斷的過程如下：
1）在進程的內核態堆棧中保存大多數寄存器的內容（即保存恢復進程到用戶態執行所需要的上下文）
2）根據用戶態傳遞的系統調用號，確定系統調用的執行程序
3）調用相應的執行程序來處理系統調用
4）從系統調用返回（恢復用戶空間的程序運行）
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前面提到了系統調用號，系統調用號是什么呢？
系統調用號——每一個系統調用被賦予一個系統調用號，與具體的系統調用相關聯。
?系統調用表——內核維護系統調用表，保存系統調用函數的起始地址，系統調用號對應系統在系統調用中的偏移量。
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執行系統調用的方法：
一）glibc庫函數——glibc是Linux下使用的開源標準C庫，他是GUN發布的libc,即運行時庫。
1）每個特定的系統調用對應至少一個glibc封裝的庫函數
2）多個API有可能只對應同一個系統調用
3）返回值-1在多數情況下表示內核不能滿足進程的請求
4）Libc中定義的errno變量包含特定的出錯碼
GLIB庫函數實例
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二）syscall調用——glibc提供的syscall函數直接調用。
函數原型：long int syscall(long int sysno, ...)
傳參說明：sysno是系統調用號，唯一標識系統調用號，詳見sys/syscall.h
...為剩余可變長的參數，為系統調用所帶的參數，根據系統調用的不同，可帶0~5個不等的參數，
如果超過特定系統調用所能帶的參數，多余的參數被忽略。
返回值：該函數返回值為特定系統調用的返回值，在系統調用成功之后你可以將返回值轉化為特定的類型，
如果系統調用失敗則返回-1，錯誤代碼存放在errno中。
Syscall調用實例
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Glibc調用與Syscall調用的對比
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-----------------------如何高效的執行Linux系統調用---------------------------
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系統調用會影響效率？
頻繁使用底層的系統調用會影響程序的執行效率！why? ——罪魁禍首—用戶態和內核態的切換。
1）保存用戶進程現場
2）合法性檢查（如內存）
3）參數傳遞
4）恢復現場
如何避免系統調用時的效率問題？
1）多調用GLIBC庫，如果GLIBC庫中能找到，就毫不猶豫的使用它。
2）盡可能少調用系統接口，能一次搞定的避免多次。
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轉載于:https://www.cnblogs.com/wangkeqin/p/9201703.html
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Linux系统调用及其效率的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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