Linux系统调用内核分析
高端的程序员往往采用最朴素的编程方式。
能不能复用别人的代码，避免重复造轮子，是衡量程序员工作效率、是否能按时下班的关键。我们编写一个add()函数，只要封装得好，就可以给很多人使用，这样就可以减少他人重复劳动，避免重复造轮子。
// add.c
int add(int a, int b)
{
return a + b;
}
//add.h
int add(int a, int b);`
其他的开发者，需要调用add()时，只要在自己的程序中使用#include包含对应的头文件add.h，就可以直接调用add()函数，不用自己再写一遍了。
我们将很多类似的函数打包，归档成一个库，引出对应的头文件声明，就可以供很多人调用和使用了。
# gcc -c add.c -o add.o
# gcc -c sub.c -o sub.o
# ar rcs libmath.a add.o sub.o
将这些库，放到操作系统的指定官方目录（如/lib、/usr/lib），随操作系统一起发布，对应函数的声明头文件（add.h sub.h），也放在操作系统的指定目录（如/usr/include）。程序开发者就可以在他们的程序中直接使用这些函数了：
#include <add.h>
int main(void)
{
int sum = 0;
sum = add(3, 4);
return 0;
}
然后我们在编译程序时指定需要的链接库就可以了：
# gcc main.c -L. -lmath
如果一些库在编译参数设置时是默认链接的，如C标准库，就不需要显式指定要链接的库了，直接编译程序就可以了。
如果从软件复用的角度看操作系统，操作系统其实也可看做一个库：操作系统对计算机的资源做了各种封装：任务创建、内存管理、文件系统、网络通信，并引出一系列接口给用户使用，避免用户重复造轮子。以uc/os为例，我们需要创建一个多任务程序，就可以直接将uc/os源码直接导入到我们的项目中，然后直接调用uc/os提供的接口即可：
#include "ucos_ii.h"
int main(void)
{
OSInit(); //初始化OS
OSTaskCreate();//创建一个任务
OSStart(); //开启任务调度
}
到了Linux时代，操作系统发布商、应用程序开发者开始分离，由不同的团队和公司完成开发。用户可以自己下载自己喜欢的软件安装到电脑上，成千上万的开发者，成千上万的软件，对安全构成了很大的挑战。为了安全起见，Linux使用了权限管理：操作系统和应用程序分别运行在内核态和用户态，具有不同的权限：应用程序运行在普通权限下，不能访问硬件，而操作系统则运行在特权模式下，可以直接操作系统，读写寄存器，切换CPU的工作模式…
有了权限管理，Linux内核实现的各种函数接口，应用程序就无法像uc/os那样直接调用了。但Linux内核向应用程序提供了系统调用的访问接口：软中断指令，如X86的处理器的INT指令，ARM处理器的SWI/SVC指令，应用程序可以通过软中断，陷入Linux内核，去执行内核实现的各种的接口函数。
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
pid_t pid;
pid = fork();
if(pid < 0)
printf("fork failed!\n");
else if(pid == 0)
printf("child process\n");
else
printf("parent process\n");
return 0;
}
其中的fork只是一个系统调用接口函数，真正的实现是在内核中的sys_fork()中实现的。C标准库glibc再对这些接口进行封装，就成了我们大家熟悉的read、write、open、close等系统调用函数了，用户就可以像调用普通函数一样，通过这些接口，去调用Linux内核中实现的各种系统调用函数了。
想要了解系统调用更多细节：比如在X86、ARM架构上的不同实现，CPU、操作系统和glibc三者是如何配合的，包括最新版本内核使用的快速系统调用、虚拟系统调用、VDSO是怎么回事，请关注 《Linux内核编程》第03期：系统调用。
Linux内核编程第03期：系统调用，已发布，课程已更新到网盘。
本期课程主要内容：
- 系统调用的基本概念
- 软中断：系统调用的入口（ARM）
- 软中断：系统调用的入口（X86）
- 系统调用的接口封装：glibc
- 系统调用的接口封装：syscall
- 系统调用流程分析
- 添加一个系统调用
- 系统调用的开销
- 快速系统调用
- 虚拟系统调用：vsyscall
- 虚拟动态共享对象：VDSO
- 从系统调用角度看文件的读写流程
本期课程共12个课时，视频总大小1.56GB，总时长3小时9分钟。
更详细的课程介绍请参考淘宝店：Linux内核编程实战：驱动开发入门教程，Linux内核核心理论