技术标签: Linux 系统编程
从实现着的角度来看,系统调用和库函数之间有根本的区别,但从用户的角度来看,其区别并不重要。系统调用和库函数都以C函数的形式出现,两者都是为应用程序提供服务。
什么是系统调用和库函数?
系统调用
系统调用(system call)是操作系统内核提供的函数,在内核态运行(kernel mode),是操作系统为用户提供的一些接口。它通过软中断向内核态发出一个明确的请求。有一些任务需要进程跑在内核态才能执行,比如和硬件打交道。所以进程调用系统调用就能让自己运行在内核态从而执行这些类似的任务。
例如,printf()需要调用write()系统调用来完成输出。
#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
printf("hello,world\n");
return 0;
}
实际上是调用的write()来实现的,而这个write()就是系统提供的接口函数。
在Linux man命令,用来查看系统中自带的各种参考手册。
1 Executable programs or shell commands
2 System calls (functions provided by the kernel)
3 Library calls (functions wiroutinesthin program libraries)
4 Special files (usually found in /dev)
5 File formats and conventions eg /etc/passwd
6 Games
7 Miscellaneous (including macro packages and conventions), e.g. man(7), groff(7)
8 System administration commands (usually only for root)
9 Kernel routines [Non standard]
翻译:
1、可执行程序或者shell命令
2、系统调用(内核可以调用的函数,运行在核心态,内核空间,系统核心可直接呼叫的函数与工具等,通过这个,可以很方便的查到调用某个函数,需要加什么头文件,例如open,write函数)
3、库函数(运行在用户态,用户空间,一些常用的函数与函数库,大部分为c的函数库,例如print,fread)
4、特殊设备(一般是/dev下的各种设备,例如硬盘设备,光盘等)
5、文件格式(说明这个文件中的各个字段的含义,例如/etc/passwd)
6、游戏(保留给游戏使用,由各个游戏自己定义)
7、杂项,例如Linux文件系统,网络协议等,变量说明等
8、系统管路员命令(只有管理员才能使用的命令,例如ifconfig,reboot等)
9、跟kernel内核有关的文件
而通过 man 2 和查看系统调用。
man 2 write
man 用法请查看这一篇Linux 如何查看帮助信息
那么系统调用的意义是什么?
提高系统安全性
系统调用是内核代码,内核代码能访问系统上的所有地址空间,而我们执行的代码是用户空间的代码,用户空间的代码在对系统进行操作时是有限制的,(作为一个新手程序员,系统如果不对你写的代码进行限制,万一把系统搞蹦了呢)。因此系统调用的另一个功能就是维护了系统的安全性,你要用就直接调用我这个接口就行了,不用你自己写。
常见系统调用
open, close, read, write, ioctl,fork,clone,exit,
getpid,access,chdir,chmod,stat,brk,mmap等
需要包含unistd.h等头文件。
库函数
库函数是高层的,是在系统调用上的一层包装,运行在用户态(user mode),为程序员提供调用真正的在幕后完成实际事务的系统调用的更为方便的接口。 比如一些字符串处理函数(strcmp,strlen)等。
库函数类型
可分为两类:没有调用系统调用,以及调用了系统调用。
有一些库函数没有调用系统调用,比如strlen。有一些则会调用,比如库函数fopen内部调用了open系统调用。
常见库函数
printf,scanf,fopen,fclose,fgetc,fgets,fprintf,fsacnf,fputc,
calloc,free,malloc,realloc,strcat,strchr,strcmp,strcpy,strlen,strstr等
需要包含stdio.h,string.h,alloc.h,stdlib.h等头文件。
应用程序可以调用系统调用或库函数,同时我们还应注意到许多库函数也涉及了系统调用,它们之间的关系如下图:
上图显示了应用程序可以同时和库函数或者系统调用交互。同样的,一个库函数内部也可以再调用系统调用。但是,只有系统调用有权限访问硬件。
系统调用和库函数的区别
系统调用通常不可替换,而库函数通常可替换
普通的库函数调用由函数库或用户自己提供,因此库函数是可以替换的。例如,对于存储空间分配函数malloc,如果不习惯它的操作方式,我们完全可以定义自己的malloc函数。
不要误解认为malloc是系统系统,这是错的。因为malloc只是个库函数,内部是使用brk或者sbrk系统调用来实现内部分配。
系统调用运行在内核空间,而库函数运行在用户空间
因为系统调用属于内核,和库函数不属于内核。因此,如果当用户态进程调用一个系统调用时,CPU需要将其切换到内核态,并执行一个内核函数。
传统的方式是引发“int $0x8o”中断。内核捕获中断后,会把运行态从用户态切换到内核态。
一些其他的区别
1、库函数可以很方便的调试;而系统调用很麻烦因为运行在内核。
2、一个库函数执行时间是计算用户层次时间(user level time);但是系统调用的运行时间是作为系统时间来计算的;
总结
系统调用是为了方便应用程序使用操作系统的接口,而库函数是为了方便人们编写应用程序而引出的。
我们应当认识到,系统调用是我们无法更改的一种特征,如果我们愿意可以替换库函数,但是却不能替换系统调用。
(微信公众号【程序猿编码】)
(欢迎添加本人微信号,备注加群,进入程序猿编码交流群,回复:领取学习资料,获取每日干货)
欢迎关注 微信公众号【程序猿编码】,专注于Linux c/c++ 、Python、Go语言、数据结构与算法、网络编程相关知识,常用的程序员工具。还有每日00:10分之前更新 新闻简报,即刻知晓天下事!
文章浏览阅读2w次,点赞7次,收藏51次。四个步骤1.创建C++ Win32项目动态库dll 2.在Win32项目动态库中添加 外部依赖项 lib头文件和lib库3.导出C接口4.c#调用c++动态库开始你的表演...①创建一个空白的解决方案,在解决方案中添加 Visual C++ , Win32 项目空白解决方案的创建:添加Visual C++ , Win32 项目这......_c#调用lib
文章浏览阅读4.6k次。苹方字体是苹果系统上的黑体,挺好看的。注重颜值的网站都会使用,例如知乎:font-family: -apple-system, BlinkMacSystemFont, Helvetica Neue, PingFang SC, Microsoft YaHei, Source Han Sans SC, Noto Sans CJK SC, W..._ubuntu pingfang
文章浏览阅读159次。表单表单概述表单标签表单域按钮控件demo表单标签表单标签基本语法结构<form action="处理数据程序的url地址“ method=”get|post“ name="表单名称”></form><!--action,当提交表单时,向何处发送表单中的数据,地址可以是相对地址也可以是绝对地址--><!--method将表单中的数据传送给服务器处理,get方式直接显示在url地址中,数据可以被缓存,且长度有限制;而post方式数据隐藏传输,_html表单的处理程序有那些
文章浏览阅读1.2k次。使用说明:开启Google的登陆二步验证(即Google Authenticator服务)后用户登陆时需要输入额外由手机客户端生成的一次性密码。实现Google Authenticator功能需要服务器端和客户端的支持。服务器端负责密钥的生成、验证一次性密码是否正确。客户端记录密钥后生成一次性密码。下载谷歌验证类库文件放到项目合适位置(我这边放在项目Vender下面)https://github.com/PHPGangsta/GoogleAuthenticatorPHP代码示例://引入谷_php otp 验证器
文章浏览阅读4.3k次,点赞5次,收藏11次。matplotlib.plot画图横坐标混乱及间隔处理_matplotlib更改横轴间距
文章浏览阅读2.2k次。①Storage driver 处理各镜像层及容器层的处理细节,实现了多层数据的堆叠,为用户 提供了多层数据合并后的统一视图②所有 Storage driver 都使用可堆叠图像层和写时复制(CoW)策略③docker info 命令可查看当系统上的 storage driver主要用于测试目的,不建议用于生成环境。_docker 保存容器
文章浏览阅读834次,点赞27次,收藏13次。网络拓扑结构是指计算机网络中各组件(如计算机、服务器、打印机、路由器、交换机等设备)及其连接线路在物理布局或逻辑构型上的排列形式。这种布局不仅描述了设备间的实际物理连接方式,也决定了数据在网络中流动的路径和方式。不同的网络拓扑结构影响着网络的性能、可靠性、可扩展性及管理维护的难易程度。_网络拓扑csdn
文章浏览阅读1.8k次,点赞5次,收藏8次。IOS系统Date的坑要创建一个指定时间的new Date对象时,通常的做法是:new Date("2020-09-21 11:11:00")这行代码在 PC 端和安卓端都是正常的,而在 iOS 端则会提示 Invalid Date 无效日期。在IOS年月日中间的横岗许换成斜杠,也就是new Date("2020/09/21 11:11:00")通常为了兼容IOS的这个坑,需要做一些额外的特殊处理,笔者在开发的时候经常会忘了兼容IOS系统。所以就想试着重写Date函数,一劳永逸,避免每次ne_date.prototype 将所有 ios
文章浏览阅读5.3k次。方法一:用PLSQL Developer工具。 1 在PLSQL Developer的sql window里输入select * from test for update; 2 按F8执行 3 打开锁, 再按一下加号. 鼠标点到第一列的列头,使全列成选中状态,然后粘贴,最后commit提交即可。(前提..._excel导入pl/sql
文章浏览阅读83次。Git常用命令速查手册1、初始化仓库git init2、将文件添加到仓库git add 文件名 # 将工作区的某个文件添加到暂存区 git add -u # 添加所有被tracked文件中被修改或删除的文件信息到暂存区,不处理untracked的文件git add -A # 添加所有被tracked文件中被修改或删除的文件信息到暂存区,包括untracked的文件...
文章浏览阅读202次。分享119个ASP.NET源码总有一个是你想要的_千博二手车源码v2023 build 1120
文章浏览阅读1.8k次。版权声明:转载请注明出处 http://blog.csdn.net/irean_lau。目录(?)[+]1、缺省构造函数。2、缺省拷贝构造函数。3、 缺省析构函数。4、缺省赋值运算符。5、缺省取址运算符。6、 缺省取址运算符 const。[cpp] view plain copy_空类默认产生哪些类成员函数