王道操作系统，视频链接：1.3.3 系统调用

系统调用定义

复习：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。
定义：“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。

系统调用与库函数的区别

PS：关于库函数：

• 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“创建一个新文件夹”的函数

为什么系统调用是必须的？

例子：A打印文件时，B也选择打印文件，如果两个进程随意、并发地共享打印机资源，会让两份文件打印内容混杂在一起。
解决方法：由操作系统对共享资源进行统一地管理，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送请求。内核会对各个请求进行协调处理。
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。这样就可以保证系统的稳定性和安全性，防止用户进行非法操作。

系统调用的过程

1. 要调用系统调用，那么就先需要利用指令传递对应的信息
2. 一是要传递系统调用的类型（一条，传递系统调用号），二是要传递该类型调用的参数（一条或多条，有几个参数就有几条指令，会将参数存入寄存器）
   PS：如果参数个数超过了寄存器的数量（例如x86-64只有6个通用寄存器传参），多出来的参数不会被存入寄存器，而是会被压入用户栈中，内核会通过硬件自动保存的用户栈指针去栈中读取这些参数。
3. 传递完成后，再引入陷入指令触发“内中断”，让CPU能够处理应用程序需要的系统调用。
4. CPU根据已存入寄存器的系统调用号得知需要运行哪一个类型的调用，然后去执行该调用
5. 再从寄存器内读取已经存储好的参数作为此次调用的实参
6. 触发陷入指令时CPU先由用户态切换为内核态；此次系统调用执行完毕后，CPU再由内核态切换回用户态，将权限返回
7. PS：也就是说，CPU进行系统调用都是去根据寄存器内容调用的，应用程序想要系统调用，那就往寄存器里写好系统调用需要的信息，然后陷入指令中断即可
   

知识回顾与重要考点