1
// 伪代码：系统调用的上下文保存
2
struct user_context {
3
    long rax, rbx, rcx, rdx;    // 通用寄存器
4
    long rsi, rdi, rbp, rsp;     // 更多寄存器
5
    long r8, r9, r10, r11;
6
    long r12, r13, r14, r15;
7
    long rip, cs, flags;         // 指令指针、代码段、标志
8
    long rsp, ss;                 // 栈指针、栈段
9
};

1
# 错误：频繁的系统调用
2
for line in open('large_file.txt'):
3
    write(sys.stdout, line)  # 每次一行都调用一次 write
4

5
# 正确：批量操作
6
content = read(fd, file_size)  # 一次读取全部
7
write(sys.stdout, content)     # 一次写入

1
// 使用 mmap 减少 read/write 系统调用
2
// 文件映射到内存，访问就像操作数组
3

4
char *buf = mmap(0, file_size, PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd, 0);
5
// 访问 buf[i] 不需要系统调用
6
munmap(buf, file_size);  // 结束时才需要系统调用

1
# vDSO (virtual Dynamic Shared Object)
2
# 将常用系统调用加速
3

4
# 查看 vDSO
5
ldd /bin/ls | grep vdso
6
# linux-vdso.so.1 (0x00007ffe12345000)
7

8
# gettimeofday 已经通过 vDSO 加速
9
# 不需要真正的系统调用

1
# 系统调用性能基准测试
2
# 约 100-500 纳秒/次
3

4
strace -c ./my_program  # 统计系统调用次数和时间

1
// 批量写入
2
write(fd, buf, len);  // 一次写入大量数据
3

4
// 而不是多次小量写入
5
for (i = 0; i < n; i++) {
6
    write(fd, buf[i], 1);  // 每次只写一个字节！
7
}

1
// epoll_wait 比忙轮询高效
2
while (1) {
3
    n = epoll_wait(epfd, events, MAX_EVENTS, timeout);
4
    // 处理就绪的文件描述符
5
    for (i = 0; i < n; i++) {
6
        handle(events[i].data.fd);
7
    }
8
}