C標準庫和系統調用

Question

有沒有辦法找出C標準庫中的哪些函數進行系統調用？他們中的一些人喜歡open,close和malloc是顯而易見的，但是有某種可以查看的列表嗎？像strcpy這樣的系統調用，或time.h中的任何功能？

Answer 1

我假設你從性能的角度來問，因爲在很多情況下，運行時間完全由系統調用支配。現在，雖然這是依賴於實現的（即使存在「系統調用」也依賴於實現），但推理和做出有根據的猜測的一個好方法是將「系統調用」視爲「用戶定義的」內核到用戶「權限轉換，因爲這是系統調用的真正目的。

考慮你的strcpy的例子。它從一個數組（在你的進程的內存空間）複製一個字符串到另一個數組（也在你的內存空間）。它所做的任何事情都不涉及除這些字符串之外的任何數據，因此作爲此操作的一部分進入內核空間會非常具有病態。

另一方面，考慮從time.htime功能。它返回當前系統時間。這是一個共享的系統資源，因此您可能希望它需要進入內核空間來讀取內核當前時間的記錄。傳統上，你會是對的。然而，現代版本的Linux，至少在某些拱門上，將一頁內核內存映射到每個用戶進程中，只讀 - 包含某些只有內核能夠更新的信息的頁面，如系統時間，但所有進程可以自由地從用戶空間讀取而不泄露任何祕密數據。所以這個更模糊。

最後，你有一個像open或unlink操作是必須必然涉及一個用戶到內核到用戶的過渡，因爲他們在處理上的權限必須執行共享資源（文件系統）。

如果你想要一個更經驗的方法來回答你的問題，你可以簡單地寫一個簡短的程序來調用你感興趣的每個功能，並在strace下運行它。

Answer 2

系統調用是在程序需要與內核通信時進行的。由於這需要中斷，因此strcpy進行系統調用的效率非常低，你的代碼停止運行，有一個上下文切換，CPU的執行模式改變（有更多的特權），中斷處理程序將運行，你的代碼將繼續。這是假設操作系統不會決定在中斷之後運行另一個進程，或者完全不顧一切地執行代碼（例如在等待讀取時）。

通過問自己：你可以自己回答這個問題：我可以寫這個函數嗎？ （可以像：在物理上可行嗎？）您可以編寫自己的strcpy，但不能打開或閱讀。你可以寫你自己的fopen，但它必須打開。

維基百科上有個不錯的list of catagories for system calls。它會給你一個關於什麼時候需要系統調用的好主意。

This顯示如何在程序集中調用interupt（這是唯一可以訪問代碼的地方）。