1.6系统调用
# 系统调用
一、系统调用定义及作用
知识点回顾:
操作系统作为用户和计算机硬件之间的接口,需要向上提供一些简单易用的服务。主要包括命令接口和程序接口。其中,程序接口由一组系统调用组成。
“系统调用”是操作系统提供给应用程序(程序员/编程人员)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。
问题:操作系统为什么要提供“系统调用”功能?
生活场景:你去学校打印店打印论文,当你按下“打印”之后,打印机开始工作。你的论文打印到一半时,另一位同学按下了“打印”按钮开始打印他自己的论文。最终,你的论文和该同学的论文贡面并没有混杂在一起,都是按顺序依次打印的。
思考:如果各个进程可以随意地使用打印机,会发生什么情况?
你的论文打印到一半时,另一位同学按下了“打印”按钮开始打印他自己的论文。结果,你的后半部分论文与该同学的页面混杂在一起了。。。
解决方法:操作系统提供“系统调用”功能,用户进程想要使用打印机这种共享资源,只能通过系统调用向操作系统发出请求。操作系统会对各个请求进行协调管理。
应用程序通过系统调用请求操作系统的服务。系统中的各种共享资源都由操作系统统一掌管,因此在用户程序中,凡是与资源有关的操作(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。
系统调用相关处理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才能完成,因此系统调用的相关处理需要在核心态下进行
二、系统调用和库函数的区别
三、系统调用背后的过程
传递系统调用参数→执行陷入指令(用户态)→执行系统调用相应服务程序(核心态)→返回用户程序
注意:
1.陷入指令是在用户态执行的,执行陷入指令之后立即引发一个内中断,从而CPU进入核心态
2.发出系统调用请求是在用户态,而对系统调用的相应处理在核心态下进行
3.陷入指令是唯一一个只能在用户态执行,而不可在核心态执行的指令