6-系统调用

系统调用

系统调用是操作系统提供给应用程序（开发人员）使用的接口，可以理解为一种可供应用程序调用的特殊函数，应用程序可以发出系统调用请求来获得操作系统的服务

程序接口由一组系统调用组成

系统调用的概念和作用

应用程序通过系统调用请求操作系统的服务。系统中各种共享资源都由操作系统统一掌管，因此用户程序想要执行与资源有关的操作（例如存储分配。I/O操作，文件管理等）都必须通过系统调用的方式向操作系统提出服务请求，由操作系统代为完成。这样可以保证系统的稳定性和安全性，防止用户进行非法操作

如果没有系统调用存在，各个应用程序就可能会产生非法争夺共享资源的情况发生，例如多个应用同时对一个文件进行读写操作这显然是十分危险的

系统调用分类（依照功能分类）

• 设备管理：完成设备的请求/释放/启动等功能
• 文件管理：完成文件的读/写/创建/删除等功能
• 进程控制：完成进程的创建/撤销/阻塞/唤醒等功能
• 进程通信：完成进程之间的消息传递/信号传递等功能
• 内存管理：完成内存的分配/回收等功能

由于系统调用涉及到对系统资源的管理，对进程的控制，这些功能需要执行一些特权指令，所以系统调用的相关处理需要在核心态下进行

系统调用与库函数的区别

应用程序本身可以通过汇编语言直接进行系统调用，但是常见情况下更多是使用高级语言间接进行系统调用

高级编程语言向上层（应用程序）提供库函数，这些库函数中的一部分对系统调用进行了封装，隐藏了系统调用的细节，使上层进行系统调用更加方便

系统调用的背后过程

注意：

• 陷入指令是在用户态执行的，执行陷入指令后立即引发一个内中断，从而使CPU进入核心态
• 发出系统调用请求是在用户态进行的，但对系统调用的相关处理是在核心态下进行的
• 陷入指令是唯一一个只能在用户态下执行，而不能在核心态下执行的指令（因为陷入指令是让CPU从用户态进入核心态的指令）