所谓系统调用是指操作系统提供给用户程序调用的一组“特殊”接口，用户程序可以通过这组“特殊”接口来获得操作系统内核提供的服务。例如用户可以通过进程控制相关的系统调用来创建进程、实现进程调度、进程管理等。
在这里，为什么用户程序不能直接访问系统内核提供的服务呢？这是由于在 Linux 中，为了更好地保护内核空间，将程序的运行空间分为内核空间和用户空间（也就是常称的内核态和用户态），它们分别运行在不同的级别上，在逻辑上是相互隔离的。因此，用户进程在通常情况下不允许访问内核数据，也无法使用内核函数，它们只能在用户空间操作用户数据，调用用户空间的函数。 但是，在有些情况下，用户空间的进程需要获得一定的系统服务（调用内核空间程序），这时操作系统就必须利用系统提供给用户的“特殊接口”——系统调用规定用户进程进入内核空间的具体位置。进行系统调用时，程序运行空间需要从用户空间进入内核空间，处理完后再返回到用户空间。
Linux 系统调用部分是非常精简的系统调用（只有 250 个左右），它继承了 UNIX 系统调用中最基本和最有用的部分。这些系统调用按照功能逻辑大致可分为进程控制、进程间通信、文件系统控制、系统控制、存储管理、网络管理、socket 控制、用户管理等几类。
在 Linux 中对目录和设备的操作都等同于文件的操作，因此，大大简化了系统对不同设备的处理，提高了效率。Linux 中的文件主要分为 4 种：普通文件、目录文件、链接文件和设备文件。 那么，内核如何区分和引用特定的文件呢？这里用到的就是一个重要的概念——文件描述符。对于 Linux 而言，所有对设备和文件的操作都使用文件描述符来进行的。文件描述符是一个非负的整数，它是一个索引值，并指向内核中每个进程打开文件的记录表。当打开一个现存文件或创建一个新文件时，内核就向进程返回一个文件描述符；当需要读写文件时，也需要把文件描述符作为参数传递给相应的函数。
通常，一个进程启动时，都会打开 3 个文件：标准输入、标准输出和标准出错处理。这3 个文件分别对应文件描述符为 0、1 和 2（也就是宏替换 STDIN_FILENO、STDOUT_FILENO和 STDERR_FILENO，鼓励读者使用这些宏替换）。 基于文件描述符的 I/O 操作虽然不能移植到类 Linux 以外的系统上去（如 Windows），但它往往是实现某些 I/O 操作的惟一途径，如 Linux 中低级文件操作函数、多路 I/O、TCP/IP 套接字编程接口等。同时，它们也很好地兼容 POSIX 标准，因此，可以很方便地移植到任何 POSIX 平台上。基于文件描述符的 I/O 操作是 Linux 中最常用的操作之一。
以下列出了大部分常见的Linux系统调用，并附有简要中文说明。这儿没有列出详细的函数接口，可以使用man 2 syscalls 来查看相关的帮助文档。
以下是Linux系统调用的一个列表，包含了大部分常用系统调用和由系统调用派生出的的函数。这可能是你在互联网上所能看到的唯一一篇中文注释的Linux系统调用列表，即使是简单的字母序英文列表，能做到这么完全也是很罕见的。
按照惯例，这个列表以man pages第2节，即系统调用节为蓝本。按照笔者的理解，对其作了大致的分类，同时也作了一些小小的修改，删去了几个仅供内核使用，不允许用户调用的系统调用，对个别本人稍觉不妥的地方作了一些小的修改，并对所有列出的系统调用附上简要注释。
其中有一些函数的作用完全相同，只是参数不同。（可能很多熟悉C++朋友马上就能联想起函数重载，但是别忘了Linux核心是用C语言写的，所以只能取成不同的函数名）。还有一些函数已经过时，被新的更好的函数所代替了（gcc在链接这些函数时会发出警告），但因为兼容的原因还保留着，这些函数我会在前面标上“*”号以示区别。
一、进程控制：
| fork | 创建一个新进程 |
| clone | 按指定条件创建子进程 |
| execve | 运行可执行文件 |
| exit | 中止进程 |
| _exit | 立即中止当前进程 |
| getdtablesize | 进程所能打开的最大文件数 |
| getpgid | 获取指定进程组标识号 |
| setpgid | 设置指定进程组标志号 |
| getpgrp | 获取当前进程组标识号 |
| setpgrp | 设置当前进程组标志号 |
| getpid | 获取进程标识号 |
| getppid | 获取父进程标识号 |
| getpriority | 获取调度优先级 |
| setpriority | 设置调度优先级 |
| modify_ldt | 读写进程的本地描述表 |
| nanosleep | 使进程睡眠指定的时间 |
| nice | 改变分时进程的优先级 |
| pause | 挂起进程，等待信号 |
| personality | 设置进程运行域 |
| prctl | 对进程进行特定操作 |
| ptrace | 进程跟踪 |
| sched_get_priority_max | 取得静态优先级的上限 |
| sched_get_priority_min | 取得静态优先级的下限 |
| sched_getparam | 取得进程的调度参数 |
| sched_getscheduler | 取得指定进程的调度策略 |
| sched_rr_get_interval | 取得按RR算法调度的实时进程的时间片长度 |
| sched_setparam | 设置进程的调度参数 |
| sched_setscheduler | 设置指定进程的调度策略和参数 |
| sched_yield | 进程主动让出处理器,并将自己等候调度队列队尾 |
| vfork | 创建一个子进程，以供执行新程序，常与execve等同时使用 |
| wait | 等待子进程终止 |
| wait3 | 参见wait |
| waitpid | 等待指定子进程终止 |
| wait4 | 参见waitpid |
| capget | 获取进程权限 |
| capset | 设置进程权限 |
| getsid | 获取会晤标识号 |
| setsid | 设置会晤标识号 |
二、文件系统控制
1、文件读写操作
| fcntl | 文件控制 |
| open | 打开文件 |
| creat | 创建新文件 |
| close | 关闭文件描述字 |
| read | 读文件 |
| write | 写文件 |
| readv | 从文件读入数据到缓冲数组中 |
| writev | 将缓冲数组里的数据写入文件 |
| pread | 对文件随机读 |
| pwrite | 对文件随机写 |
| lseek | 移动文件指针 |
| _llseek | 在64位地址空间里移动文件指针 |
| dup | 复制已打开的文件描述字 |
| dup2 | 按指定条件复制文件描述字 |
| flock | 文件加/解锁 |
| poll | I/O多路转换 |
| truncate | 截断文件 |
| ftruncate | 参见truncate |
| umask | 设置文件权限掩码 |
| fsync | 把文件在内存中的部分写回磁盘 |
2、文件系统操作
| access | 确定文件的可存取性 |
| chdir | 改变当前工作目录 |
| fchdir | 参见chdir |
| chmod | 改变文件方式 |
| fchmod | 参见chmod |
| chown | 改变文件的属主或用户组 |
| fchown | 参见chown |
| lchown | 参见chown |
| chroot | 改变根目录 |
| stat | 取文件状态信息 |
| lstat | 参见stat |
| fstat | 参见stat |
| statfs | 取文件系统信息 |
| fstatfs | 参见statfs |
| readdir | 读取目录项 |
| getdents | 读取目录项 |
| mkdir | 创建目录 |
| mknod | 创建索引节点 |
| rmdir | 删除目录 |
| rename | 文件改名 |
| link | 创建链接 |
| symlink | 创建符号链接 |
| unlink | 删除链接 |
| readlink | 读符号链接的值 |
| mount | 安装文件系统 |
| umount | 卸下文件系统 |
| ustat | 取文件系统信息 |
| utime | 改变文件的访问修改时间 |
| utimes | 参见utime |
| quotactl | 控制磁盘配额 |
三、系统控制
| ioctl | I/O总控制函数 |
| _sysctl | 读/写系统参数 |
| acct | 启用或禁止进程记账 |
| getrlimit | 获取系统资源上限 |
| setrlimit | 设置系统资源上限 |
| getrusage | 获取系统资源使用情况 |
| uselib | 选择要使用的二进制函数库 |
| ioperm | 设置端口I/O权限 |
| iopl | 改变进程I/O权限级别 |
| outb | 低级端口操作 |
| reboot | 重新启动 |
| swapon | 打开交换文件和设备 |
| swapoff | 关闭交换文件和设备 |
| bdflush | 控制bdflush守护进程 |
| sysfs | 取核心支持的文件系统类型 |
| sysinfo | 取得系统信息 |
| adjtimex | 调整系统时钟 |
| alarm | 设置进程的闹钟 |
| getitimer | 获取计时器值 |
| setitimer | 设置计时器值 |
| gettimeofday | 取时间和时区 |
| settimeofday | 设置时间和时区 |
| stime | 设置系统日期和时间 |
| time | 取得系统时间 |
| times | 取进程运行时间 |
| uname | 获取当前UNIX系统的名称、版本和主机等信息 |
| vhangup | 挂起当前终端 |
| nfsservctl | 对NFS守护进程进行控制 |
| vm86 | 进入模拟8086模式 |
| create_module | 创建可装载的模块项 |
| delete_module | 删除可装载的模块项 |
| init_module | 初始化模块 |
| query_module | 查询模块信息 |
| *get_kernel_syms | 取得核心符号,已被query_module代替 |
四、内存管理
| brk | 改变数据段空间的分配 |
| sbrk | 参见brk |
| mlock | 内存页面加锁 |
| munlock | 内存页面解锁 |
| mlockall | 调用进程所有内存页面加锁 |
| munlockall | 调用进程所有内存页面解锁 |
| mmap | 映射虚拟内存页 |
| munmap | 去除内存页映射 |
| mremap | 重新映射虚拟内存地址 |
| msync | 将映射内存中的数据写回磁盘 |
| mprotect | 设置内存映像保护 |
| getpagesize | 获取页面大小 |
| sync | 将内存缓冲区数据写回硬盘 |
| cacheflush | 将指定缓冲区中的内容写回磁盘 |
五、网络管理
| getdomainname | 取域名 |
| setdomainname | 设置域名 |
| gethostid | 获取主机标识号 |
| sethostid | 设置主机标识号 |
| gethostname | 获取本主机名称 |
| sethostname | 设置主机名称 |
六、socket控制
| socketcall | socket系统调用 |
| socket | 建立socket |
| bind | 绑定socket到端口 |
| connect | 连接远程主机 |
| accept | 响应socket连接请求 |
| send | 通过socket发送信息 |
| sendto | 发送UDP信息 |
| sendmsg | 参见send |
| recv | 通过socket接收信息 |
| recvfrom | 接收UDP信息 |
| recvmsg | 参见recv |
| listen | 监听socket端口 |
| select | 对多路同步I/O进行轮询 |
| shutdown | 关闭socket上的连接 |
| getsockname | 取得本地socket名字 |
| getpeername | 获取通信对方的socket名字 |
| getsockopt | 取端口设置 |
| setsockopt | 设置端口参数 |
| sendfile | 在文件或端口间传输数据 |
| socketpair | 创建一对已联接的无名socket |
七、用户管理
| getuid | 获取用户标识号 |
| setuid | 设置用户标志号 |
| getgid | 获取组标识号 |
| setgid | 设置组标志号 |
| getegid | 获取有效组标识号 |
| setegid | 设置有效组标识号 |
| geteuid | 获取有效用户标识号 |
| seteuid | 设置有效用户标识号 |
| setregid | 分别设置真实和有效的的组标识号 |
| setreuid | 分别设置真实和有效的用户标识号 |
| getresgid | 分别获取真实的,有效的和保存过的组标识号 |
| setresgid | 分别设置真实的,有效的和保存过的组标识号 |
| getresuid | 分别获取真实的,有效的和保存过的用户标识号 |
| setresuid | 分别设置真实的,有效的和保存过的用户标识号 |
| setfsgid | 设置文件系统检查时使用的组标识号 |
| setfsuid | 设置文件系统检查时使用的用户标识号 |
| getgroups | 获取后补组标志清单 |
| setgroups | 设置后补组标志清单 |
八、进程间通信
1、信号
| sigaction | 设置对指定信号的处理方法 |
| sigprocmask | 根据参数对信号集中的信号执行阻塞/解除阻塞等操作 |
| sigpending | 为指定的被阻塞信号设置队列 |
| sigsuspend | 挂起进程等待特定信号 |
| signal | 参见signal |
| kill | 向进程或进程组发信号 |
| *sigblock | 向被阻塞信号掩码中添加信号,已被sigprocmask代替 |
| *siggetmask | 取得现有阻塞信号掩码,已被sigprocmask代替 |
| *sigsetmask | 用给定信号掩码替换现有阻塞信号掩码,已被sigprocmask代替 |
| *sigmask | 将给定的信号转化为掩码,已被sigprocmask代替 |
| *sigpause | 作用同sigsuspend,已被sigsuspend代替 |
| sigvec | 为兼容BSD而设的信号处理函数,作用类似sigaction |
| ssetmask | ANSI C的信号处理函数,作用类似sigaction |
2、消息
| msgctl | 消息控制操作 |
| msgget | 获取消息队列 |
| msgsnd | 发消息 |
| msgrcv | 取消息 |
3、管道
4、信号量
| semctl | 信号量控制 |
| semget | 获取一组信号量 |
| semop | 信号量操作 |
5、共享内存
| shmctl | 控制共享内存 |
| shmget | 获取共享内存 |
| shmat | 连接共享内存 |
| shmdt | 拆卸共享内存 |
参考资料
- Linux man pages
- Advanced Programming in the UNIX Environment, W. Richard Stevens, 1993
关于作者
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