Linux 系统调用详细信息

介绍

系统调用是Linux中的一种机制，允许用户空间应用程序与内核连接，内核也是操作系统核心的组成部分。用户空间应用程序需要向内核发送系统调用，该系统调用用于代表其执行特权功能，包括向文件写入或读取信息或开始新进程。在本文中，我们将详细讨论 Linux 系统调用及其各种类型。

Linux 系统调用如何工作？

系统调用在内核中执行，消费者空间应用程序可以通过 C 库的标准库函数访问。其中包括 open()、read()、write()、close()、fork()、exec() 和许多其他函数。

在大多数情况下，用户空间应用程序会将一组争议（例如要打开的文件的 URL）放在一起，并将它们移动到适当的典型库函数以进行系统调用。该库运行并组织所有参数，以便将它们传递给内核，通常是将它们复制到称为表（内存中的特殊缓冲）的系统中。

当库函数的参数位于系统调用表中时，库函数会调用陷阱，从而将命令从用户空间移动到内核。然后，内核使用系统调用表参数执行请求的操作，并通过框架调用的交换值将结果转换为用户空间利用率。

系统调用是 Linux 操作系统的重要组成部分，因为它们使用户空间程序能够以受控且安全的方式执行特权活动。它还提供了一个用于访问内核性能的既定接口，这有助于提高利用率以及系统兼容性和无缝集成。

Linux 中的系统调用类型

Linux 中的系统调用根据其执行的操作分为五种类型。这些是类别 -

• 进程管理系统调用 - 这些系统调用用于管理进程，例如启动新进程、停止现有进程以及等待它们完成。 Fork()、exec()、wait() 和 exit() 都是进程管理系统调用() 的示例。

  fork() - 此系统调用复制调用进程以创建一个新进程。子进程是与父进程运行相同程序的新进程。

  exec() - 系统调用 exec() 用于用新的进程映像替换当前进程映像。它将指定的程序加载到内存中并执行它。

  wait() - 父进程使用此系统调用来等待其子进程终止。父进程将停止，直到子进程完成。

  exit() - 当前进程终止，状态代码返回到原始进程。

• 文件管理系统调用 - 这些对系统的调用用于打开、读取、写入和关闭文档，以及创建、重命名和删除它们。一些文件管理系统调用() 包括 open()、read()、write()、close()、mkdir() 和 rmdir()。

  open() - 扩展文件并返回到文件描述符（标识打开文件的整数。

  read() - 上述系统调用将打开文件中的数据检查到内存缓冲区中。

  write() - 这是一个内部调用，用于将存储在内存缓冲区中的信息写入打开的文件。

  close() - 这是一个系统调用，用于关闭由文件描述术语确定的文件。

• 设备管理系统调用 - 这些系统调用用于管理 I/O 设备，例如读取和写入它们、设置设备属性和控制设备操作。设备管理的系统调用包括read()、write()、ioctl()和select()。

  read() - 此系统调用将数据从输入设备读取到内存缓冲区中。

  write() - 这是一个系统调用，用于将数据从内存缓冲区写入输出设备。

  ioctl() - 此系统调用通过设置或检索设备属性来控制设备的行为。

  select() - 此系统调用用于等待多个设备上的 I/O 操作完成。

• 网络管理系统调用 - 这些系统调用用于管理网络资源，例如连接和断开网络、通过网络发送和接收数据以及解析网络地址。 Socket()、connect()、send() 和 receive() 是网络管理系统调用() 的示例。

  socket() - 它建立一个套接字，这是一个可用于通信的物联网端点。

  connect() - 这是一个内部调用，用于建立与外部网络端点的连接。

  send() - 这是一个应用程序调用，用于通过计算机连接传输数据。

  recv() - 网络连接用于将数据发送到此系统调用。

• 系统信息系统调用 - 此类系统调用用于查询和更改系统参数，例如时间、配置和性能统计信息。系统信息系统调用()包括getpid()、getuid()、gethostname()和sysinfo()。

  getpid() - 当前正在运行的进程的程序ID由此系统调用返回。

  getuid() - 有问题的系统调用用于获取当前进程的用户 ID。

  gethostname() - 对系统的此调用用于获取系统的主机名。

  sysinfo() - 上述系统调用返回有关系统的信息，例如可用内存量和进程总数。

结论

系统调用是 Linux 和其他操作系统中的重要组成部分，它允许消费者空间程序通过标准化接口使用内核功能。系统调用根据执行的操作类型分为五类：进程管理、文件管理、设备管理、网络管理和系统信息。单个系统调用组包含一组操作，允许消费者空间应用程序在底层操作系统上执行特定类型的操作。系统调用通过提供用于访问所使用功能的内核的已定义接口，有助于应用程序和操作系统的兼容性和互操作性。