简述系统调用的实现过程。

系统调用是 *** 作系统提供给软件开发人员的惟一接口，开发人员可利用它使用系统功能。OS核心中都有一组实现系统功能的过程（子程序），系统调用是对上述过程的调用。因此，系统调用直观上像一个黑箱子，对用户屏蔽 *** 作系统的具体动作而只提供有关的功能。

为了实现系统调用，系统设计人员还必须为实现各种系统调用功能的子程序编造入口地址表，每个入口地址都与相应的系统子程序名对应起来。然后，由陷阱处理程序把陷阱指令中所包含的功能号与该入口地址表中的有关项对应起来，从而有系统调用功能号驱动有关系统子程序执行。

由于在系统调用处理结束后，用户程序还需利用系统调用的返回结果继续执行，因此，在进入系统调用处理之前，陷阱处理机构还需保存处理机现场。再者，在系统调用处理结束之后，陷阱处理机构还要恢复处理机现场。在 *** 作系统中，处理机的现场一般被保护在特定的内存区或寄存器中

现代计算机机中都有几种不同的指令级别，在高执行级别下，代码可以执行特权指令，访问任意的物理地址，这种CPU执行级别就对应着内核态，而在相应的低级别执行状态下，代码的掌控范围会受到限制，只能在对应级别允许的范围内活动。举例：Intrel x86 CPU有四种不同的执行级别0-3，Linux只使用了其中的0级和3级来分别表示内核态和用户态。 *** 作系统让系统本身更为稳定的方式，这样程序员自己写的用户态代码很难把整个系统都给搞崩溃，内核的代码经过仔细的分析有专业的人员写的代码会更加健壮一些，整个程序会更加稳定一些，注意：这里所说的地址空间是逻辑地址而不是物理地址。

C程序的基本单元是函数。函数中包含了程序的可执行代码。每个C程序的入口和出口都位于函数main()之中。main()函数可以调用其他函数，这些函数执行完毕后程序的控制又返回到main()函数中，main()函数不能被别的函数所调用。通常我们把这些被调用的函数称为下层(lower-level)函数。函数调用发生时，立即执行被调用的函数，而调用者则进入等待状态，直到被调用函数执行完毕。函数可以有参数和返回值。

程序员一般把函数当作“黑箱”处理，并不关心它内部的实现细节。当然程序员也可以自己开发函数库。

说明一点，函数这一节很重要，可以说一个程序的优劣集中体现在函数上。如果函数使用的恰当，可以让程序看起来有条理，容易看懂。如果函数使用的乱七八糟，或者是没有使用函数，程序就会显得很乱，不仅让别人无法查看，就连自己也容易晕头转向。可以这样说，如果超过100行的程序中没有使用函数，那么这个程序一定很罗嗦(有些绝对，但也是事实)。

一、函数的定义

一个函数包括函数头和语句体两部分。

函数头由下列三不分组成：

函数返回值类型

函数名

参数表

一个完整的函数应该是这样的：

函数返回值类型 函数名(参数表)

{

语句体；

}

函数返回值类型可以是前面说到的某个数据类型、或者是某个数据类型的指针、指向结构的指针、指向数组的指针。指针概念到以后再介绍。

函数名在程序中必须是唯一的，它也遵循标识符命名规则。

参数表可以没有也可以有多个，在函数调用的时候，实际参数将被拷贝到这些变量中。语句体包括局部变量的声明和可执行代码。

我们在前面其实已经接触过函数了，如abs(),sqrt()，我们并不知道它的内部是什么，我们只要会使用它即可。

下面主要介绍无参数无返回值的函数调用。

二、函数的声明和调用

为了调用一个函数，必须事先声明该函数的返回值类型和参数类型，这和使用变量的道理是一样的(有一种可以例外，就是函数的定义在调用之前，下面再讲述)。

看一个简单的例子：

void a()/*函数声明*/

main()

{

a()/*函数调用*/

}

void a() /*函数定义*/

{

int num

scanf(%d,&num)

printf(%d\n,num)

}

在main()的前面声明了一个函数，函数类型是void型，函数名为a，无参数。然后在main()函数里面调用这个函数，该函数的作用很简单，就是输入一个整数然后再显示它。在调用函数之前声明了该函数其实它和下面这个程序的功能是一样的：

main()

{

int num

scanf(%d,&num)

printf(%d\n,num)

}

可以看出，实际上就是把a()函数里面的所有内容直接搬到main()函数里面(注意，这句话不是绝对的。)

我们前面已经说了，当定义在调用之前时，可以不声明函数。所以上面的程序和下面这个也是等价的：

void a()

{

int num

scanf(%d,&num)

printf(%d\n,num)

}

main()

{

a()

}

因为定义在调用之前，所以可以不声明函数，这是因为编译器在编译的时候，已经发现a是一个函数名，是无返回值类型无参数的函数了。

那么很多人也许就会想，那我们何必还要声明这一步呢？我们只要把所有的函数的定义都放在前面不就可以了吗？这种想法是不可取的，一个好的程序员总是在程序的开头声明所有用到的函数和变量，这是为了以后好检查。

前面说了，在调用之前，必须先声明函数，所以下面的做法也是正确的(但在这里我个人并不提倡)。

main()

{

void a()

a()

}

void a()

{

int num

scanf(%d,&num)

printf(%d\n,num)

}

一般来说，比较好的程序书写顺序是，先声明函数，然后写主函数，然后再写那些自定义的函数。

既然main()函数可以调用别的函数，那么我们自己定义的函数能不能再调用其他函数呢？答案是可以的。看下面的例子：

void a()

void b()

main()

{

a()

}

void a()

{

b()

}

void b()

{

int num

scanf(%d,&num)

printf(%d\n,num)

}

main()函数先调用a()函数，而a()函数又调用b()函数。在C语言里，对调用函数的层数没有严格的限制，我们可以往下调用100层、1000层，但是在这里我们并不提倡调用的层数太多(除非是递归)，因为层数太多，对以后的检查有一些干扰，函数调过来调过去，容易让自己都晕头转向。

某些人可能就不明白了，看上面的例子，好象使用函数后，程序变的更长了，更不让人理解。当然，我举的这个例子的确没有必要用函数来实现，但是对于某些实际问题，如果不使用函数，会让程序变的很乱，这涉及到参数问题。

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