系统调用的作用是什么?请给出实现系统调用的步骤 系统调用及实现步骤

1、系统调用的作用

系统调用是操作系统内核向用户空间提供的一种服务机制，主要作用是允许用户程序请求操作系统内核执行特权操作，例如读写文件、网络通信等等。

系统调用可以帮助用户程序绕过一些操作系统内核的限制，让用户程序可以与外部设备和其他程序进行有效的交互。通过系统调用，用户程序可以请求操作系统内核完成各种任务，从而实现对计算机系统资源的有效利用。

2、实现系统调用的步骤

实现系统调用一般需要完成以下几个步骤：

1、确定系统调用编号。不同的系统调用对应不同的编号，这些编号是由操作系统内核分配的。

2、定义系统调用函数。操作系统内核需要提供相应的系统调用函数，用来处理用户程序发送的请求。

3、建立系统调用表。系统调用表用来存放系统调用号和相应系统调用函数的对应关系。

4、实现中断机制。操作系统内核需要监控中断信号，当用户程序发出系统调用请求时，操作系统内核可以通过中断机制来进行抢占式调度，确保系统调用得到及时响应。

3、具体实现方式

实现系统调用有多种方式，其中比较常见的有以下两种：

1、软中断实现。软中断是一种通过软件方式触发的中断机制，操作系统内核可以通过软中断来捕捉用户程序发出的系统调用请求。这种方式比较灵活，但需要对操作系统内核进行大量修改。

2、系统调用门实现。系统调用门是一种由硬件实现的系统调用机制，可以在CPU复杂指令的基础上添加钩子，实现用户程序和操作系统内核之间的无缝衔接。这种方式比较高效，但需要对CPU进行专门的定制。

4、系统调用的优化

系统调用频繁调用会产生较大的开销，为此可以采用以下几种优化方式：

1、系统调用合并。将多个系统调用合并为一个，可以减少系统调用的开销。

2、系统调用削减。将部分系统调用削减掉，可以减少系统调用开销，同时提高系统的安全性。

3、使用高效的系统调用机制。可以选择性地使用一些高效的系统调用机制，如使用网络API来替代socket等，从而减少系统调用的开销。