操作系统：系统调用

1.系统调用的定义

凡是与共享资源有关的操作、会直接影响到其他进程的操作,
就一定需要操作系统介入,就需要通过系统调用来实现。

1.回顾系统调用

• 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，
• 应用程序可以通过系统调用来请求获得操作系统内核的服务

2.系统调用与库函数的区别

1.程序调用计算机的过程：

• 普通应用程序：可直接进行系统调用,也可使用库函数。有的库函数涉及系统调用,有的不涉及
• 编程语言：向上提供库函数。有时会将系统调用封装成库函数，以隐藏系统调用的一些细节，使程序员编程更加方便。
• 操作系统：向上提供系统调用，使得上层程序能请求内核的服务。
• 裸机

2.库函数的分类

• 不涉及系统调用的库函数：如“取绝对值”的函数
• 涉及系统调用的库函数：如“创建一个新文件”的函数

3.系统调用的必要性

思考:如果两个进程可以随意地、并发地共享打印机资源，会发生什么情况?

解决方法:由操作系统内核对共享资源进行统一的管理，
并向上提供“系统调用”，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内核发出请求。
内核会对各个请求进行协调处理

4.系统调用的功能实现

1.功能分类

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

2.系统调用的作用

• 应用程序通过系统调用请求操作系统的服务。
• 而系统中的各种共享资源都由操作系统内核统一掌管，
• 因此凡是与共享资源有关的操作（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内核提出服务请求，由操作系统内核代为完成。
• 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。

5.系统调用的过程

1.过程

• 传递系统调用参数→
• 执行陷入指令（用户态）→
• 执行相应的内请求核程序处理系统调用（核心态）→
• 返回应用程序。

该中断由陷入指令引发，因此转入相应的中断处理程序――即系统调用的入门程序。

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，使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= trap 指令=访管指令