为什么 Linux 中的所有系统调用都使用 "call by reference" 将参数传递给内核？
Why all system calls in Linux passes arguments to kernel using "call by reference"?
如果我们查看 Linux 内核中的 syscalls.h 文件，我们可以看到几乎所有系统调用的参数都是通过引用传递的。例如
asmlinkage long sys_open_by_handle_at(int mountdirfd,
struct file_handle __user *handle,
int flags);
这里，file_handle作为指针传递。为什么不简单的值不传递给内核？
用户模式和内核模式的内存space不同。当您进行系统调用时，Linux 子系统的 MMU 确保用户 space 进程 运行 在其自己的虚拟地址 space 中的正确内存映射已完成内核的物理地址space。
用户态变量留在进程的虚拟地址space。它们不能只是在系统调用中传递并期望映射到物理地址 space .
这是我的理解。如果需要，很乐意讨论和澄清。
原则上我理解函数sys_open_by_handle_at(()的struct file_handle参数是一个"in"参数，即它不会被函数修改。因此它也可以按值传递。我看到了为什么没有这样做的三个原因。对于此特定功能，所有理由肯定都是有效的；至少最后一个参数 (K&R) 适用于所有系统调用中的所有结构参数。
结构可以有一个 size of e.g. 128 bytes，复制到堆栈会很慢。
传递一个指针就不需要知道调用方的结构定义。该结构是一个 "opaque handle"，由先前对 [sys_]name_to_handle_at() 的调用填充。调用者不想也不应该被结构内容的细节所累。 （让调用者无辜避免了重新编译程序的需要，因为结构的布局发生了变化。我也可以想象文件系统类型之间的内容不同。）
Unix 甚至它的开源补充 Linux 都比 C99 老。我想在最长的时间里，K&R C 是内核源代码所遵循的最小公分母 C 标准。在 K&R C 中，根本不可能按值传递结构。
效率。
许多（大多数？）系统通过将参数值压入堆栈来实现函数调用。如果按值传递结构或任何其他复杂数据类型，则需要将其复制到堆栈。没有理由这样做，因为内核可以访问进程的整个内存 space。除了复制成本之外，您还需要增加堆栈 space。
此外，内核需要将需要保留的任何数据复制到内核内存中space。内核不能依赖用户 space 代码行为。 （它也不会释放从用户 space 获得的任何东西，这消除了一些关于混淆回收内存责任的担忧。）
最后，实际上，在内核中工作的编码人员需要非常熟悉使用指针。一旦您完全熟悉指针，按值传递就没有任何优势了。
这部分更多的是一种意见，但我认为也有很强的遗留效应。 Unix 内核和 C 在某种程度上是同步发展的。有关一些历史，请参阅 https://en.wikipedia.org/wiki/C_(programming_language)。已经有很长时间了，但如果我没记错的话，旧版本的 C 不允许您按值传递结构。无论如何，使用指针在 C 中是非常惯用的（我想说现在仍然是）。换句话说，事情一直都是这样的。
如果我们查看 Linux 内核中的 syscalls.h 文件，我们可以看到几乎所有系统调用的参数都是通过引用传递的。例如
asmlinkage long sys_open_by_handle_at(int mountdirfd,
struct file_handle __user *handle,
int flags);
这里，file_handle作为指针传递。为什么不简单的值不传递给内核？
用户模式和内核模式的内存space不同。当您进行系统调用时，Linux 子系统的 MMU 确保用户 space 进程 运行 在其自己的虚拟地址 space 中的正确内存映射已完成内核的物理地址space。
用户态变量留在进程的虚拟地址space。它们不能只是在系统调用中传递并期望映射到物理地址 space .
这是我的理解。如果需要，很乐意讨论和澄清。
原则上我理解函数sys_open_by_handle_at(()的struct file_handle参数是一个"in"参数，即它不会被函数修改。因此它也可以按值传递。我看到了为什么没有这样做的三个原因。对于此特定功能，所有理由肯定都是有效的；至少最后一个参数 (K&R) 适用于所有系统调用中的所有结构参数。
结构可以有一个 size of e.g. 128 bytes，复制到堆栈会很慢。
传递一个指针就不需要知道调用方的结构定义。该结构是一个 "opaque handle"，由先前对
[sys_]name_to_handle_at()的调用填充。调用者不想也不应该被结构内容的细节所累。 （让调用者无辜避免了重新编译程序的需要，因为结构的布局发生了变化。我也可以想象文件系统类型之间的内容不同。）Unix 甚至它的开源补充 Linux 都比 C99 老。我想在最长的时间里，K&R C 是内核源代码所遵循的最小公分母 C 标准。在 K&R C 中，根本不可能按值传递结构。
效率。
许多（大多数？）系统通过将参数值压入堆栈来实现函数调用。如果按值传递结构或任何其他复杂数据类型，则需要将其复制到堆栈。没有理由这样做，因为内核可以访问进程的整个内存 space。除了复制成本之外，您还需要增加堆栈 space。
此外，内核需要将需要保留的任何数据复制到内核内存中space。内核不能依赖用户 space 代码行为。 （它也不会释放从用户 space 获得的任何东西，这消除了一些关于混淆回收内存责任的担忧。）
最后，实际上，在内核中工作的编码人员需要非常熟悉使用指针。一旦您完全熟悉指针，按值传递就没有任何优势了。
这部分更多的是一种意见，但我认为也有很强的遗留效应。 Unix 内核和 C 在某种程度上是同步发展的。有关一些历史，请参阅 https://en.wikipedia.org/wiki/C_(programming_language)。已经有很长时间了，但如果我没记错的话，旧版本的 C 不允许您按值传递结构。无论如何，使用指针在 C 中是非常惯用的（我想说现在仍然是）。换句话说，事情一直都是这样的。