System call

Bạn sẽ học được gì?

• Mô tả luồng từ user program vào kernel qua syscall
• Phân biệt API thư viện và system call thật
• Đọc được ý nghĩa vài syscall (open, fork, read)

System call

System call là API chính thức để chương trình user-mode yêu cầu dịch vụ từ kernel: tạo tiến trình, đọc/ghi file, cấp phát bộ nhớ, giao tiếp mạng, v.v. Ứng dụng hầu như không gọi syscall “trần”; chúng gọi thư viện (libc trên Unix, Win32 API trên Windows) rồi thư viện mới phát sinh trap.

Cơ chế (mức ý tưởng)

1. Chương trình đặt số hiệu syscall và tham số (thanh ghi / stack tùy ABI).
2. Lệnh đặc biệt (syscall/sysenter trên x86-64, svc trên ARM) chuyển sang kernel mode.
3. Kernel validate quyền và tham số, thực thi, ghi mã lỗi/errno nếu thất bại.
4. Quay lại user mode với giá trị trả về.

Đây là biên giới bảo mật: mọi truy cập tài nguyên nhạy cảm phải đi qua đây (trừ khi đã map thiết bị đặc biệt — và vẫn do kernel kiểm soát).

Nhóm system call (theo Silberschatz)

API ≠ ABI ≠ System call table

• API: giao diện nguồn (POSIX read).
• ABI: quy ước nhị phân (thanh ghi nào chứa đối số).
• Syscall number: chỉ số trong bảng kernel (có thể khác giữa kiến trúc).

Quan sát thực tế

Trên Linux, strace ./a.out in mọi syscall — công cụ vàng khi debug “hang”, permission denied, hay số lượng open quá nhiều (fd leak).

Tham khảo

• Silberschatz — System Calls.
• man 2 syscalls (Linux).

Trong thực tế

Khi API Node/Python gọi read()/write(), runtime chuyển thành syscall. Latency cao bất thường có thể do block I/O trong syscall (disk/network) — không phải lỗi thuần application logic.

Ghi nhớ nhanh

• Syscall = cổng từ user sang kernel (open, fork, exec, read).
• Thư viện C wrap syscall — không nhầm với API thuần user space.
• strace là công cụ debug syscall trên Linux.