系統調用（System Call）是操作系統為在用戶態運行的進程與硬件設備（如CPU、磁盤、打印機等）進行交互提供的一組接口。當用戶進程需要發生系統調用時，CPU 通過軟中斷切換到內核態開始執行內核系統調用函數。下面介紹Linux 下三種發生系統調用的方法：
glibc 是 Linux 下使用的開源的標准 C 庫，它是 GNU 發布的 libc 庫，即運行時庫。glibc 為程序員提供豐富的 API（Application Programming Interface），除了例如字符串處理、數學運算等用戶態服務之外，最重要的是封裝了操作系統提供的系統服務，即系統調用的封裝。那麼glibc提供的系統調用API與內核特定的系統調用之間的關系是什麼呢？
sys_open 對應的是 glibc 中的 open 函數；printf 函數就會調用如 sys_open、sys_mmap、sys_write、sys_close 等等系統調用；malloc、calloc、free 等函數用來分配和釋放內存，都利用了內核的 sys_brk 的系統調用。舉例來說，我們通過 glibc 提供的chmod 函數來改變文件 etc/passwd 的屬性為 444：
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
int rc;
rc = chmod("/etc/passwd", 0444);
if (rc == -1)
fprintf(stderr, "chmod failed, errno = %d\n", errno);
else
printf("chmod success!\n");
return 0;
}
在普通用戶下編譯運用，輸出結果為：
chmod failed, errno = 1
上面系統調用返回的值為-1，說明系統調用失敗，錯誤碼為1，在 /usr/include/asm-generic/errno-base.h 文件中有如下錯誤代碼說明：
#define EPERM 1 /* Operation not permitted */
即無權限進行該操作，我們以普通用戶權限是無法修改 /etc/passwd 文件的屬性的，結果正確。
使用上面的方法有很多好處，首先你無須知道更多的細節，如 chmod 系統調用號，你只需了解 glibc 提供的 API 的原型；其次，該方法具有更好的移植性，你可以很輕松將該程序移植到其他平台，或者將 glibc 庫換成其它庫，程序只需做少量改動。
但有點不足是，如果 glibc 沒有封裝某個內核提供的系統調用時，我就沒辦法通過上面的方法來調用該系統調用。如我自己通過編譯內核增加了一個系統調用，這時 glibc 不可能有你新增系統調用的封裝 API，此時我們可以利用 glibc 提供的syscall 函數直接調用。該函數定義在 unistd.h 頭文件中，函數原型如下：
long int syscall (long int sysno, ...)
sys/syscall.h 中有所有可能的系統調用號的宏定義。errno 中。還以上面修改 /etc/passwd 文件的屬性為例，這次使用 syscall 直接調用：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <errno.h>
int main()
{
int rc;
rc = syscall(SYS_chmod, "/etc/passwd", 0444);
if (rc == -1)
fprintf(stderr, "chmod failed, errno = %d\n", errno);
else
printf("chmod succeess!\n");
return 0;
}
在普通用戶下編譯執行，輸出的結果與上例相同。
如果我們知道系統調用的整個過程的話，應該就能知道用戶態程序通過軟中斷指令int 0x80 來陷入內核態（在Intel Pentium II 又引入了sysenter指令），參數的傳遞是通過寄存器，eax 傳遞的是系統調用號，ebx、ecx、edx、esi和edi 來依次傳遞最多五個參數，當系統調用返回時，返回值存放在 eax 中。
仍然以上面的修改文件屬性為例，將調用系統調用那段寫成內聯匯編代碼：
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <errno.h>
int main()
{
long rc;
char *file_name = "/etc/passwd";
unsigned short mode = 0444;
asm(
"int $0x80"
: "=a" (rc)
: "0" (SYS_chmod), "b" ((long)file_name), "c" ((long)mode)
);
if ((unsigned long)rc >= (unsigned long)-132) {
errno = -rc;
rc = -1;
}
if (rc == -1)
fprintf(stderr, "chmode failed, errno = %d\n", errno);
else
printf("success!\n");
return 0;
}
如果 eax 寄存器存放的返回值（存放在變量 rc 中）在 -1~-132 之間，就必須要解釋為出錯碼（在/usr/include/asm-generic/errno.h 文件中定義的最大出錯碼為 132），這時，將錯誤碼寫入 errno 中，置系統調用返回值為 -1；否則返回的是 eax 中的值。
上面程序在 32位Linux下以普通用戶權限編譯運行結果與前面兩個相同！
參考資料
