參考資料：
Linux探秘之用戶態與內核態 https://www.cnblogs.com/bakari/p/5520860.html
什么是用戶態？什么是內核態?如何區分？ https://blog.csdn.net/hahachenchen789/article/details/79934208
linux系統調用表 https://www.jianshu.com/p/3e7be6febc5c
inux系統調用表(system call table) https://blog.csdn.net/sinat_26227857/article/details/44244433
Unix/Linux的體系架構
如上圖所示，從宏觀上來看，Linux操作系統的體系架構分為`用戶態`和`內核態`（或者用戶空間和內核）。內核從本質上看是一種軟件——控制計算機的硬件資源，並提供上層應用程序運行的環境。用戶態即上層應用程序的活動空間，應用程序的執行必須依托於內核提供的資源，包括CPU資源、存儲資源、I/O資源等。為了使上層應用能夠訪問到這些資源，內核必須為上層應用提供訪問的接口：即`系統調用`。 `系統調用`是操作系統的最小功能單位，這些系統調用根據不同的應用場景可以進行擴展和裁剪，現在各種版本的Unix實現都提供了不同數量的系統調用，如Linux的不同版本提供了240-260個系統調用，FreeBSD大約提供了320個（reference：UNIX環境高級編程）。 `庫函數`實現對系統調用的封裝，將簡單的業務邏輯接口呈現給用戶，方便用戶調用。這樣的一種組成方式極大增強了程序設計的靈活性，對於簡單的操作，我們可以直接調用系統調用來訪問資源，對於復雜操作，我們借助於庫函數來實現。顯然，這樣的庫函數依據不同的標准也可以有不同的實現版本，如ISO C 標准庫，POSIX標准庫等。 `Shell`是一個特殊的應用程序，俗稱命令行，本質上是一個命令解釋器，它下通系統調用，上通各種應用，通常充當着一種“膠水”的角色，來連接各個小功能程序，讓不同程序能夠以一個清晰的接口協同工作，從而增強各個程序的功能。同時，Shell是可編程的，它可以執行符合Shell語法的文本，這樣的文本稱為Shell腳本，通常短短的幾行Shell腳本就可以實現一個非常大的功能，原因就是這些Shell語句通常都對系統調用做了一層封裝。為了方便用戶和系統交互，一般，一個Shell對應一個終端，終端是一個硬件設備，呈現給用戶的是一個圖形化窗口。我們可以通過這個窗口輸入或者輸出文本。這個文本直接傳遞給shell進行分析解釋，然后執行。
總結一下，用戶態的應用程序可以通過三種方式來訪問內核態的資源：
1）系統調用
2）庫函數
3）Shell腳本
下圖是對上圖的一個細分結構，從這個圖上可以更進一步對內核所做的事有一個“全景式”的印象。
主要表現為：
- 向下控制
硬件資源 - 向內管理
操作系統資源：包括進程的調度和管理、內存的管理、文件系統的管理、設備驅動程序的管理以及網絡資源的管理 - 向上則向應用程序提供系統調用的接口。
從整體上來看，整個操作系統分為兩層：用戶態和內核態，這種分層的架構極大地提高了資源管理的可擴展性和靈活性，而且方便用戶對資源的調用和集中式的管理，帶來一定的安全性。
附錄：系統調用表
系統調用表（點擊展開）
https://www.jianshu.com/p/3e7be6febc5c 一、進程控制：
fork 創建一個新進程
clone 按指定條件創建子進程
execve 運行可執行文件
exit 中止進程
_exit 立即中止當前進程
getdtablesize 進程所能打開的最大文件數
getpgid 獲取指定進程組標識號
setpgid 設置指定進程組標志號
getpgrp 獲取當前進程組標識號
setpgrp 設置當前進程組標志號
getpid 獲取進程標識號
getppid 獲取父進程標識號
getpriority 獲取調度優先級
setpriority 設置調度優先級
modify_ldt 讀寫進程的本地描述表
nanosleep 使進程睡眠指定的時間
nice 改變分時進程的優先級
pause 掛起進程，等待信號
personality 設置進程運行域
prctl 對進程進行特定操作
ptrace 進程跟蹤
sched_get_priority_max 取得靜態優先級的上限
sched_get_priority_min 取得靜態優先級的下限
sched_getparam 取得進程的調度參數
sched_getscheduler 取得指定進程的調度策略
sched_rr_get_interval 取得按RR算法調度的實時進程的時間片長度
sched_setparam 設置進程的調度參數
sched_setscheduler 設置指定進程的調度策略和參數
sched_yield 進程主動讓出處理器,並將自己等候調度隊列隊尾
vfork 創建一個子進程，以供執行新程序，常與execve等同時使用
wait 等待子進程終止
wait3 參見wait
waitpid 等待指定子進程終止
wait4 參見waitpid
capget 獲取進程權限
capset 設置進程權限
getsid 獲取會晤標識號
setsid 設置會晤標識號
二、文件系統控制
1、文件讀寫操作
fcntl 文件控制
open 打開文件
creat 創建新文件
close 關閉文件描述字
read 讀文件
write 寫文件
readv 從文件讀入數據到緩沖數組中
writev 將緩沖數組里的數據寫入文件
pread 對文件隨機讀
pwrite 對文件隨機寫
lseek 移動文件指針
_llseek 在64位地址空間里移動文件指針
dup 復制已打開的文件描述字
dup2 按指定條件復制文件描述字
flock 文件加/解鎖
poll I/O多路轉換
truncate 截斷文件
ftruncate 參見truncate
umask 設置文件權限掩碼
fsync 把文件在內存中的部分寫回磁盤
2、文件系統操作
access 確定文件的可存取性
chdir 改變當前工作目錄
fchdir 參見chdir
chmod 改變文件方式
fchmod 參見chmod
chown 改變文件的屬主或用戶組
fchown 參見chown
lchown 參見chown
chroot 改變根目錄
stat 取文件狀態信息
lstat 參見stat
fstat 參見stat
statfs 取文件系統信息
fstatfs 參見statfs
readdir 讀取目錄項
getdents 讀取目錄項
mkdir 創建目錄
mknod 創建索引節點
rmdir 刪除目錄
rename 文件改名
link 創建鏈接
symlink 創建符號鏈接
unlink 刪除鏈接
readlink 讀符號鏈接的值
mount 安裝文件系統
umount 卸下文件系統
ustat 取文件系統信息
utime 改變文件的訪問修改時間
utimes 參見utime
quotactl 控制磁盤配額
三、系統控制
ioctl I/O總控制函數
_sysctl 讀/寫系統參數
acct 啟用或禁止進程記賬
getrlimit 獲取系統資源上限
setrlimit 設置系統資源上限
getrusage 獲取系統資源使用情況
uselib 選擇要使用的二進制函數庫
ioperm 設置端口I/O權限
iopl 改變進程I/O權限級別
outb 低級端口操作
reboot 重新啟動
swapon 打開交換文件和設備
swapoff 關閉交換文件和設備
bdflush 控制bdflush守護進程
sysfs 取核心支持的文件系統類型
sysinfo 取得系統信息
adjtimex 調整系統時鍾
alarm 設置進程的鬧鍾
getitimer 獲取計時器值
setitimer 設置計時器值
gettimeofday 取時間和時區
settimeofday 設置時間和時區
stime 設置系統日期和時間
time 取得系統時間
times 取進程運行時間
uname 獲取當前UNIX系統的名稱、版本和主機等信息
vhangup 掛起當前終端
nfsservctl 對NFS守護進程進行控制
vm86 進入模擬8086模式
create_module 創建可裝載的模塊項
delete_module 刪除可裝載的模塊項
init_module 初始化模塊
query_module 查詢模塊信息
*get_kernel_syms 取得核心符號,已被query_module代替
四、內存管理
brk 改變數據段空間的分配
sbrk 參見brk
mlock 內存頁面加鎖
munlock 內存頁面解鎖
mlockall 調用進程所有內存頁面加鎖
munlockall 調用進程所有內存頁面解鎖
mmap 映射虛擬內存頁
munmap 去除內存頁映射
mremap 重新映射虛擬內存地址
msync 將映射內存中的數據寫回磁盤
mprotect 設置內存映像保護
getpagesize 獲取頁面大小
sync 將內存緩沖區數據寫回硬盤
cacheflush 將指定緩沖區中的內容寫回磁盤
五、網絡管理
getdomainname 取域名
setdomainname 設置域名
gethostid 獲取主機標識號
sethostid 設置主機標識號
gethostname 獲取本主機名稱
sethostname 設置主機名稱
六、socket控制
socketcall socket系統調用
socket 建立socket
bind 綁定socket到端口
connect 連接遠程主機
accept 響應socket連接請求
send 通過socket發送信息
sendto 發送UDP信息
sendmsg 參見send
recv 通過socket接收信息
recvfrom 接收UDP信息
recvmsg 參見recv
listen 監聽socket端口
select 對多路同步I/O進行輪詢
shutdown 關閉socket上的連接
getsockname 取得本地socket名字
getpeername 獲取通信對方的socket名字
getsockopt 取端口設置
setsockopt 設置端口參數
sendfile 在文件或端口間傳輸數據
socketpair 創建一對已聯接的無名socket
七、用戶管理
getuid 獲取用戶標識號
setuid 設置用戶標志號
getgid 獲取組標識號
setgid 設置組標志號
getegid 獲取有效組標識號
setegid 設置有效組標識號
geteuid 獲取有效用戶標識號
seteuid 設置有效用戶標識號
setregid 分別設置真實和有效的的組標識號
setreuid 分別設置真實和有效的用戶標識號
getresgid 分別獲取真實的,有效的和保存過的組標識號
setresgid 分別設置真實的,有效的和保存過的組標識號
getresuid 分別獲取真實的,有效的和保存過的用戶標識號
setresuid 分別設置真實的,有效的和保存過的用戶標識號
setfsgid 設置文件系統檢查時使用的組標識號
setfsuid 設置文件系統檢查時使用的用戶標識號
getgroups 獲取后補組標志清單
setgroups 設置后補組標志清單
八、進程間通信
ipc 進程間通信總控制調用
1、信號
sigaction 設置對指定信號的處理方法
sigprocmask 根據參數對信號集中的信號執行阻塞/解除阻塞等操作
sigpending 為指定的被阻塞信號設置隊列
sigsuspend 掛起進程等待特定信號
signal 參見signal
kill 向進程或進程組發信號
*sigblock 向被阻塞信號掩碼中添加信號,已被sigprocmask代替
*siggetmask 取得現有阻塞信號掩碼,已被sigprocmask代替
*sigsetmask 用給定信號掩碼替換現有阻塞信號掩碼,已被sigprocmask代替
*sigmask 將給定的信號轉化為掩碼,已被sigprocmask代替
*sigpause 作用同sigsuspend,已被sigsuspend代替
sigvec 為兼容BSD而設的信號處理函數,作用類似sigaction
ssetmask ANSI C的信號處理函數,作用類似sigaction
2、消息
msgctl 消息控制操作
msgget 獲取消息隊列
msgsnd 發消息
msgrcv 取消息
3、管道
pipe 創建管道
4、信號量
semctl 信號量控制
semget 獲取一組信號量
semop 信號量操作
5、共享內存
shmctl 控制共享內存
shmget 獲取共享內存
shmat 連接共享內存
shmdt 拆卸共享內存
系統調用表(含系統調用號)
https://blog.csdn.net/sinat_26227857/article/details/44244433