創新互聯www.cdcxhl.cn八線動態BGP香港云服務器提供商，新人活動買多久送多久，劃算不套路！

創新互聯成都網站建設按需策劃設計，是成都網站制作公司,為成都鑿毛機提供網站建設服務,有成熟的網站定制合作流程，提供網站定制設計服務：原型圖制作、網站創意設計、前端HTML5制作、后臺程序開發等。成都網站設計熱線：13518219792

今天就跟大家聊聊有關系統調用有什么目的，可能很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結了以下內容，希望大家根據這篇文章可以有所收獲。

系統調用的目的是：請求系統服務。操作系統不允許用戶直接操作各種硬件資源，因此用戶程序只能通過系統調用的方式來請求內核為其服務，間接地使用各種資源。

由操作系統提供的功能，通常應用程序本身是無法實現的。例如對文件進行操作，應用程序必需通過系統調用才能做到，因為只有操作系統才具有直接管理外圍設備的權限。又如進程或線程間的同步互斥操作，也必需經由操作系統對內核變量進行維護才能完成。

從下到上看一個完整的計算機系統：物理硬件->OS內核->OS服務->應用程序。這里的OS內核起到了“承上啟下”的關鍵作用，向下管理物理硬件，向上為操作系統服務和應用程序提供接口，這里的接口就是系統調用了。

應用程序的進程通常在user模式下運行，當它調用一個系統調用時，進程進入kernel模式，執行的是kernel內部的代碼，從而具有執行特權指令的權限，完成特定的功能。換句話說，系統調用是應用程序主動進入操作系統內核的入口。

一、系統調用和庫函數的區別庫函數

顧名思義是把函數放到庫里，是把一些常用到的函數編完放到一個文件里，供別人用。別人用的時候把所在的文件名用#include<>加到里面就可以了，一般放到lib文件里。

庫函數主要由兩方面提供：一是操作系統提供的；另一類是由第三方提供的。

• 系統提供的這些函數把系統調用進行封裝或者組合，可以實現更多的功能，這樣的庫函數能夠實現一些對于內核來說比較復雜的操作。比如read函數根據參數，直接就能讀文件，而背后隱藏的文件比如在那個磁道，那個扇區，加載到那個內存，是程序員不必關心的問題。這些操作里面也包含了系統調用。比如write()這個系統函數，會調用同名的系統調用，來完成寫入操作。

• 對于第三方庫，其實和系統庫一樣，只是他直接利用系統調用的可能性要小一些，而是系統提供的API接口來是實現。比如printf，實際上調用了write()這個系統函數。 第三方庫函數大部分是對系統函數的封裝。

系統調用和庫函數的聯系：

事實上，系統調用所提供給用戶的是直接而純碎的高級服務，如果想要更加人性化，具有更符合特定情況的功能，那么就要我們用戶自己定義，因此衍生了庫函數，它把部分系統調用包裝起來。比如當我們要用C語言打印一句話的時候，如果沒有用到庫函數printf，那么我們就需要自己實現就需要調用putc()和write()等這樣一些系統函數。顯得比較麻煩，所以系統調用是為了方便使用操作系統的接口，而庫函數則是為了人們編程的方便。

例如，在Linux操作系統下，C語言的庫函數printf，實際上使用了write系統調用；而庫函數strcpy（字符串拷貝）卻沒有使用任何系統調用。另外，一個系統的系統調用接口通常是能夠完成所有必需功能的最小集合，可能存在多個庫函數對同一個系統調用進行封裝。例如，在Linux中，malloc、calloc和free三個庫函數底層都是調用brk系統調用完成的。

應用程序、庫函數和系統調用的關系如下圖所示:

系統調用和庫函數的區別：

庫函數的調用是語言或者應用程序的一部分，而系統調用則是操作系統的一部分。

系統調用是應用程序與內核交互的接口。人們在長期的編程中發現使用系統函數有個重大的缺點，那就是程序的移植性。例如linux提供的系統調用的函數和windows就不一樣。

庫函數調用則是面向應用開發的，相當于應用程序的api，采用這樣的方式有很多原因：

• 雙緩沖技術；(庫函數和系統調用兩層緩沖，減少系統調用次數)
• 移植性（封裝了不同操作系統的系統函數，對外接口一致）
• 底層調用本身存在的一些缺陷；
• 讓api也可以有了級別和專門的工作面向；

二、CPU的內核模式和用戶模式

通常，處理器設有兩種模式：“用戶模式”與“內核模式”，通過一個標簽位來鑒別當前正處于什么模式。內核模式可以運行所有指令，包括特權指令（主要是一些硬件管理的指令，例如修改基址寄存器內容的指令） ，而用戶模式不能執行特權指令。這樣的設計主要為了安全問題，即由操作系統負責管理硬件，避免上層應用因錯誤設計而導致硬件問題。

既然只有操作系統能直接操作硬件，操作系統有必要提供接口來為應用程序提供使用硬件功能的入口，這些接口就被稱為系統調用。

當操作系統接收到系統調用請求后，會讓處理器進入內核模式，從而執行諸如I/O操作，修改基址寄存器內容等指令，而當處理完系統調用內容后，操作系統會讓處理器返回用戶模式，來執行用戶代碼。

對應CPU的內核模式和用戶模式，進程運行的狀態分為管態（核心態）和目態（用戶態）。具體請看文章：操作系統--用戶態和核心態

四、系統調用和中斷的聯系

中斷（Interrupt）通常是指在CPU內部或外部發生了某個待處理的事件，從而CPU必需改變當前指令的執行順序去處理這類事件。在介紹中斷和系統調用的關系之前，下面先把中斷做一個分類。

中斷可以大體分為兩大類：

• Asynchronous interrupts（外中斷）： 由CPU外部的其它硬件產生，說這類中斷是異步的，意思是中斷信號可以在任意時間發射，與CPU本身的時鐘節拍沒有關系。如時鐘中斷，硬盤讀寫服務請求中斷等。

• Synchronous interrupts（內中斷/異常）：在CPU內部產生，說這類中斷是同步的，意思是中斷信號的發射時間一定在當前指令執行結束之后。一般來自CPU的內部事件或程序執行中的事件，如非法操作碼、地址越界、浮點溢出等。

Synchronous interrupts （異常）又分為以下若干類：

• Processor-detected exceptions：處理器在執行指令時檢測到的中斷，如除零操作。

• Faults：發生了某個異常條件，但異常條件被消除后，原來的程序流程可以繼續執行而不受任何影響，如缺頁異常。注意觸發中斷的指令會被重新執行。

• Traps：由陷入指令引起的中斷，通常用于程序調試。

• Aborts：CPU內部有重要錯誤發生，例如硬件錯誤或系統表值出現錯誤。一旦這種中斷發生，錯誤將不可恢復，只能將當前進程終止。

• Programmed exceptions：也稱為 software interrupts (軟中斷) ，由程序員的代碼主動發起的中斷，用來實現系統調用。如在Linux中，就是用int 0x80指令實現系統調用。

至此，我們發現了中斷與系統調用的關系：系統調用是一種特殊的中斷類型(軟中斷)。

五、內核對于系統調用的處理

在x86的機器中，用一個8bit的數字（0~255）來區分各種中斷，這個數字被稱為中斷向量（vector）。其中一個中斷向量，即128 （0x80），專門被用于執行系統調用。

在Linux系統中，存有一個系統表，叫做Interrupt DescriptorTable，簡稱IDT。IDT表共有256項，存放了從中斷向量到相應處理例程（interrupt or exceptionhandler）的映射關系。當某個中斷發生時，CPU從IDT表中查找到相應的處理例程的地址來執行。

系統調用的處理例程在IDT表中占有一項。這一項是在trap_init函數中被初始化的，如下：set_system_gate(SYSCALL_VECTOR,&system_call);。如前所述，上面代碼中的SYSCALL_VECTOR的值是128。

當系統調用發生時，通過中斷機制，系統調用例程system_call被調用。它的執行過程大概分為4個步驟：

1、從寄存器中取出系統調用號和輸入參數，然后將這些寄存器的值壓入kernel棧中。根據系統調用號查找系統調用分派表（system call dispatch table），找到系統調用服務例程（一個內核函數）。

2、調用查到的系統調用服務例程。

3、將系統調用服務例程的返回值出棧，重新保存在寄存器中。

上面描述的系統調用例程system_call在kernel空間中執行。在執行前，系統調用號和輸入參數已經存入了寄存器，這個存入過程由user空間的代碼完成。實際上，如同第一節所講，每個真正的系統調用基本上都有一個封裝它的庫函數，一般是在這個庫函數中完成系統調用號和輸入參數的保存動作。當系統調用例程system_call執行完畢后，返回值通過寄存器再傳回user空間的庫函數。

看完上述內容，你們對系統調用有什么目的有進一步的了解嗎？如果還想了解更多知識或者相關內容，請關注創新互聯-成都網站建設公司行業資訊頻道，感謝大家的支持。

新聞標題：系統調用有什么目的-創新互聯
轉載來源：http://vcdvsql.cn/article28/eihjp.html

成都網站建設公司_創新互聯，為您提供網站設計公司、靜態網站、標簽優化、網站內鏈、微信小程序、商城網站

廣告

聲明：本網站發布的內容（圖片、視頻和文字）以用戶投稿、用戶轉載內容為主，如果涉及侵權請盡快告知，我們將會在第一時間刪除。文章觀點不代表本網站立場，如需處理請聯系客服。電話：028-86922220；郵箱：631063699@qq.com。內容未經允許不得轉載，或轉載時需注明來源： 創新互聯