Linux系统调用过程

1. Linux为什么要分为用户空间和内核空间？
答：简单理解为：内核空间是内核使用，用户空间是应用程序使用。确保了系统安的安全性。

2.  用户空间和内核空间的区别：
        用户空间：（CPU处于USR模式）
        包含用户编写的应用软件，C库。整个4G虚拟地址空间，用户空间包含了0～3G，每个用户都有自己的独立3G空间。不能直接访问硬件资源。

        内核空间：（CPU处于SVC模式）
        包含了进程管理（PM），虚拟文件系统（VFS），内存管理（MM），网络协议栈，平台相关（ARCH），设备驱动（DD），内核空间包含了剩余的1G虚拟地址空间，内核1G空间对于所有的进程都是共享的。能够访问任何资源。

用户虚拟空间地址范围：0x00000000 ~ 0xBFFFFFFF
内核虚拟空间地址范围：0xC0000000 ~ 0xFFFFFFFF

两种模式的划分说明了，不同空间的软件在访问资源时，具有的权限是不一样的。



3.Linux系统调用过程
        （1）Linux系统给每一个系统调用函数都指定了一个系统调用号，例如：exit函数的系统调用号为1，write的系统调用号为4等。
        （2）每当应用程序调用系统调用函数时（例如write函数），首先跑到C库的write函数实现。
        （3）C库的write函数首先把write函数对应的系统调用号保存在R7寄存器中。
        （4）通过调用SWI或者SVC触发一个软中断异常从用户空间进入内核空间，CPU跳转到异常向量表的位置去处理。
        （5）进入到内核空间以后，从R7寄存器中取出之前保存的系统调用号
        （6）然后在内核已经定义好的系统表中，以系统调用号为索引（下标），在系统调用表中找到对应的函数（sys_write）
        （7）执行完此函数后，最后原路返回用户空间。

注意：软中断是从用户空间陷入内核空间的唯一途径。