Linux系統呼叫
一、系統呼叫概述
系統呼叫，顧名思義，說的是作業系統提供給使用者程式呼叫的一組“特殊”介面。使用者程式可以通過這組“特殊”介面來獲得作業系統核心提供的服務，比如使用者可以通過檔案系統相關的呼叫請求系統開啟檔案、關閉檔案或讀寫檔案，可以通過時鐘相關的系統呼叫獲得系統時間或設定定時器等。
從邏輯上來說，系統呼叫可被看成是一個核心與使用者空間程式互動的介面——它好比一箇中間人，把使用者程序的請求傳達給核心，待核心把請求處理完畢後再將處理結果送回給使用者空間。
但是很多情況下，使用者程序需要獲得系統服務（呼叫系統程式），這時就必須利用系統提供給使用者的“特殊介面”——系統呼叫了，它的特殊性主要在於規定了使用者程序進入核心的具體位置；換句話說，使用者訪問核心的路徑是事先規定好的，只能從規定位置進入核心，而不准許肆意跳入核心。有了這樣的陷入核心的統一訪問路徑限制才能保證核心安全無誤。
二、系統呼叫的實現
系統呼叫是屬於作業系統核心的一部分的，必須以某種方式提供給程序讓它們去呼叫。CPU 可以在不同的特權級別下執行，而相應的作業系統也有不同的執行級別，使用者態和核心態。執行在核心態的程序可以毫無限制的訪問各種資源，而在使用者態下的使用者程序的各種操作都有著限制，比如不能隨意的訪問記憶體、不能開閉中斷以及切換執行的特權級別。顯然，屬於核心的系統呼叫一定是執行在核心態下，但是如何切換到核心態呢？答案是軟體中斷。軟體中斷和我們常說的中斷（硬體中斷）不同之處在於，它是通過軟體指令觸發而並非外設引發的中斷，也就是說，又是程式設計人員開發出的一種異常（該異常為正常的異常）。作業系統一般是通過軟體中斷從使用者態切換到核心態。
中斷有兩個重要的屬性：中斷號和中斷處理程式。中斷號用來標識不同的中斷，不同的中斷具有不同的中斷處理程式。在作業系統核心中維護著一個中斷向量表（Interrupt Vector Table），這個陣列儲存了所有中斷處理程式的地址，而中斷號就是相應中斷在中斷向量表中的偏移量。
三、系統呼叫和庫函式的區別
Linux 下對檔案操作有兩種方式：系統呼叫（system call）和庫函式呼叫（Library functions）。
庫函式由兩類函式組成：
（1）不需要呼叫系統呼叫
不需要切換到核心空間即可完成函式全部功能，並且將結果反饋給應用程式，如strcpy、bzero 等字串操作函式。
（2）需要呼叫系統呼叫
需要切換到核心空間，這類函式通過封裝系統呼叫去實現相應功能，如 printf、fread等。
