以下是对 The Linux Programming Interface「3.1 系统调用」章节的摘抄，这本书的中文版和英文版我有在对照着看。
系统调用是受控的内核入口，借助这一机制，进程可以请求内核以自己的名义去执行某些动作。内核以 API 的形式提供了一系列服务供程序访问，包括创建进程、执行 I/O 任务，以及为进程间通信创建管道等。手册也 syscalls(2) 列出了 Linux 的系统调用。）
在深入系统调用的运作方式之前，一定要明确一下几点：
- 系统调用将 CPU 从用户态切换到核心态，以便 CPU 可以访问受保护的内核内存。
- 系统调用的数量是固定的，每个系统调用通过一个唯一的数字来标识。（但程序是通过名称来标识系统调用的，这套数字标识对程序是不可见的。）
- 系统调用可以通过一套参数来指定哪些用户空间的信息（比如进程的虚拟地址空间）需要读入内核空间，反之亦可。
从编程的角度来看，系统调用与 C 语言的函数调用很相似。然而，执行系统调用会经历诸多步骤。以 x86-32 硬件平台为例，按时间顺序会发生以下事情：
- 应用程序通过调用 C 语言函数库中的包装（wrapper）函数来发起系统调用。
- 包装函数必须保证所有系统调用的参数对系统调用中断处理程序（稍候介绍）是可用的，这些参数传递给包装函数时是通过栈（stack）来实现的，但内核需要这些参数位于寄存器中，所以包装函数需要把参数从栈复制到寄存器里。
- 由于所有系统调用进入内核的方式相同，所以内核需要设法区分每个系统调用。因此，包装函数会将系统调用的编号复制到 CPU 的 %eax 寄存器中。
- 包装函数还会执行一个中断指令（int 0x80），此指令会让 CPU 从用户态切换到核心态，并执行系统中断 0x80 的中断矢量所指向的代码。（较新的 x86-32 硬件平台实现了 sysenter 指令，可以更快地进入内核。）
- 为了响应中断 0x80，内核会调用 system_call() 程序来处理此次中断，具体步骤如下：
- 在内核栈中保存寄存器的值。
- 检查系统调用编号的有效性。
- 搜索 sys_call_table，找到对应的调用服务程序进行调用。如果调用需要参数，则检查参数的有效性。最后该服务程序会将结果返回给 system_call() 程序。
- 从内核栈中回复各寄存器的值，并将系统调用返回值置于栈中。
- 返回值包装函数，同时将 CPU 切回用户态。
- 如果返回值表明调用出错，包装函数会将返回值设置到全局变量 errno，然后包装函数会将一个整数返回给调用程序，以表明调用是否成功。
如果只是为了掌握本书的后续内容，这里的论述的确有些小题大做。但重点在于阐明即使是一个简单的系统调用，也需要完成非常多的工作，因此系统调用的开销虽然小，但对比起普通的函数调用，这些开销不容忽视。
在坐着的系统上，调用 getppid() 获取父进程的 ID，执行一千万次大约需要 2.2 秒钟；但在统一系统上，调用某个普通的 C 语言函数一千万次，只需要 0.11 秒钟，约为调用 getppid() 耗时的 5%。而大多数系统调用的开销都明显高于 getppid()。
