一、 系统调用
由于需要限制不同的程序之间的访问能力, 防止他们获取别的程序的内存数据, 或者获取外围设备的数据, 并发送到网络, CPU划分出两个权限等级 -- 用户态和内核态。
内核态：cpu可以访问内存的所有数据，包括外围设备，例如硬盘，网卡，cpu也可以将自己从一个程序切换到另一个程序。
用户态：只能受限的访问内存，且不允许访问外围设备，占用cpu的能力被剥夺，cpu资源可以被其他程序获取。
如上所述，一方面由于系统提供了保护机制，防止应用程序直接调用操作系统的过程，从而避免了系统的不安全性。但另一方面，应用程序又必须取得操作系统所提供的服务，否则，应用程序几乎无法作任何有价值的事情，甚至无法运行。为此，在操作系统中提供了系统调用，使应用程序可以通过系统调用的方法，间接调用操作系统的相关过程，取得相应的服务。
调用流程：
那么，在应用程序内，调用一个系统调用的流程是怎样的呢？
我们以一个假设的系统调用 xyz 为例，介绍一次系统调用的所有环节。
如上图，系统调用执行的流程如下：
1、应用程序 代码调用系统调用( xyz )，该函数是一个包装系统调用的 库函数；
2、库函数 ( xyz )负责准备向内核传递的参数，并触发 软中断 以切换到内核；
3、CPU 被 软中断 打断后，执行 中断处理函数 ，即 系统调用处理函数 ( system_call)；
4、系统调用处理函数 调用 系统调用服务例程 ( sys_xyz )，真正开始处理该系统调用；
执行态切换
应用程序 ( application program )与 库函数 ( libc )之间， 系统调用处理函数 ( system call handler )与 系统调用服务例程 ( system call service routine )之间， 均是普通函数调用，应该不难理解。 而 库函数 与 系统调用处理函数 之间，由于涉及用户态与内核态的切换，要复杂一些。
Linux 通过 软中断 实现从 用户态 到 内核态 的切换。 用户态 与 内核态 是独立的执行流，因此在切换时，需要准备 执行栈 并保存 寄存器 。
内核实现了很多不同的系统调用(提供不同功能)，而 系统调用处理函数 只有一个。 因此，用户进程必须传递一个参数用于区分，这便是 系统调用号 ( system call number )。 在 Linux 中， 系统调用号 一般通过 eax 寄存器 来传递。
总结起来， 执行态切换 过程如下：
1、应用程序 在 用户态 准备好调用参数，执行 int 指令触发 软中断 ，中断号为 0x80 ；
2、 CPU 被软中断打断后，执行对应的 中断处理函数 ，这时便已进入 内核态 ；
3、系统调用处理函数 准备 内核执行栈 ，并保存所有 寄存器 (一般用汇编语言实现)；
4、系统调用处理函数 根据 系统调用号 调用对应的 C 函数—— 系统调用服务例程 ；
5、系统调用处理函数 准备 返回值 并从 内核栈 中恢复 寄存器 ；
6、系统调用处理函数 执行 ret 指令切换回 用户态 ；
反汇编menu目录下的init文件，共有5处int $0x80的汇编指令，其中一处如图所示：
验证了内核中将系统调用作为一个特殊的中断来处理。
二、系统调用过程跟踪
验证 x86-64位系统下的系统调用初始化过程：start_kernel --> trap_init --> cpu_init --> syscall_init
gdb file vmlinux target remote:1234 b start_kernel b trap_init b cpu_init b syscall_init
设置断点成功，验证了x86-64位系统下的系统调用初始化过程。
三、 Socket 调用初步分析
使用gdb跟踪replyhi的执行过程。
在menu目录下执行 make rootfs 启动 memuos。
在linux-5.0.1目录下打开新的终端，执行命令，如下：
gdb file vmlinux target remote:1234 b __sys_socket b __sys_bind b __sys_listen b __sys_shutdown
运行结果如下：
可见在replyhi 执行过程中，调用了socket()、bind()、listen()等api 。
原文：https://www.cnblogs.com/qianzhusong/p/12070342.html