Linux下系统调用的组成与实现

主要包括三个部分：（1）唯一的系统调用号(System Call Number)；（2）系统调用表中相应的表项，即具体的函数地址；（3）对应的具体函数，即系统调用函数体。

以getpid()POSIX接口举例如下：

（1）系统调用号在文件    include/asm-x86/unistd_32.h中，表现如下：

/*
 * This file contains the system call numbers.
 */

#define __NR_restart_syscall      0
#define __NR_exit         1
#define __NR_fork         2
#define __NR_read         3
#define __NR_write        4
#define __NR_open         5
#define __NR_close        6
#define __NR_waitpid          7
#define __NR_creat        8
#define __NR_link         9
#define __NR_unlink      10
#define __NR_execve      11
#define __NR_chdir       12
#define __NR_time        13
#define __NR_mknod       14
#define __NR_chmod       15
#define __NR_lchown      16
#define __NR_break       17
#define __NR_oldstat         18
#define __NR_lseek       19
#define __NR_getpid      20
#define __NR_mount       21
……

（2）系统调用表在系统中的位置是：   arch/avr32/kernel/syscall_table.S 

表现如下：

……
sys_call_table:
    .long   sys_restart_syscall
    .long   sys_exit
    .long   __sys_fork
    .long   sys_read
    .long   sys_write
    .long   sys_open        /* 5 */
    .long   sys_close
    .long   sys_umask
    .long   sys_creat
    .long   sys_link
    .long   sys_unlink      /* 10 */
    .long   __sys_execve
    .long   sys_chdir
    .long   sys_time
    .long   sys_mknod
    .long   sys_chmod       /* 15 */
    .long   sys_chown
    .long   sys_lchown
    .long   sys_lseek
    .long   sys_llseek
    .long   sys_getpid      /* 20 */
    .long   sys_mount
    .long   sys_umount
……

（3）具体的函数实现代码在系统中的位置是：kernel/timer.c

/**
 * sys_getpid - return the thread group id of the current process
 *
 * Note, despite the name, this returns the tgid not the pid.  The tgid and
 * the pid are identical unless CLONE_THREAD was specified on clone() in
 * which case the tgid is the same in all threads of the same group.
 *
 * This is SMP safe as current->tgid does not change.
 */
asmlinkage long sys_getpid(void)
{
    return task_tgid_vnr(current);
}

那么，我们在系统中如何使用这个函数呢流程如下：

getpid(void)  ------->    int 0x80进入内核(同时从寄存器eax获取超级调用号) --------->   system_call  ，  call *sys_ call_table(，%eax, 4)（这里的动作是将PC值改为%eax * 4 + sys_call_table）  ----->  sys_getpid(void)  ------->   system_exit , resume_userspace ----->  给用户空间返回结果