操作系统概念 系统调用与 API

一、系统调用与 API

1. 系统调用（SYSTEM CALLS）

• 系统调用提供了访问和使用操作系统所提供的服务的接口。

  • 系统调用的实现代码是操作系统级的
  • 这个接口通常是面向程序员的

• API (Application Programming Interface)：指明了参数和返回值的一组函数。

  • 应用程序App的开发人员通过透过API间接访问了系统调用
  • Windows API / POSIX API / JAVA API

注意：程序开发是透过API函数，间接访问了系统调用。

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2. 标准C程序的实例

1） 首先，C程序调用 API函数 printf；
2）printf 函数的调用引发了对应的系统调用write的执行；
3）write执行结束时的返回值传递回用户程序；

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二、操作系统的模式

1. 双重模式（DUAL MODE）

• 现代计算机系统有一个特殊的硬件，用于划分系统的运行状态，至少需要两种单独运行模式：
  • 用户模式（user mode）：执行用户代码
  • 内核模式（kernel mode）：执行操作系统代码
• 目的：确保操作系统正确的运行
• 实现方式
  • 用一个硬件模式位来表示当前模式：0表示内核模式，1表示用户模式

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2. 运行模式的切换

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• 程序执行流刚开始在“用户模式”运行，当发生系统调用的时候，需要从“用户模式”切换到“内核模式”运行。
• 这种模式切换的机制称为：陷阱（Trap）机制。

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三、系统调用的实现机制

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