Linux系统调用及用户编程接口(API)学习

Linux系统调用

系统调用指操作系统提供给用户程序调用的一组“特殊”接口,用户程序可以通过 这组“特殊”接口来获得操作系统内核提供的服务。

为什么用户程序不能直接访问系统内核提供的服 务呢?这是由于在Linux中,为了更好地保护内核空间,将程序的运行空间分为用户空间和内核空间(也就是 常称的用户态和内核态),它们分别运行在不同的级别上,逻辑上是相互分离的。因此,用户进程通常情况下 不允许访问内核数据,也无法使用内核函数,它们只能在用户空间操作用户数据,调用用户空间的函数。

但是,在有些情况下,用户空间的进程需要获得一定的系统服务(调用内核空间程序),这时操作系 统就必须利用系统提供用户的“特殊接口”———系统调用规定用户进程进入内核空间的具体位置。在进行系 统调用时,程序运行空间需要从用户空间进入内核空间,处理完成后再返回用户空间。

Linux系统调用 还算精简(只有250个左右),它继承了UNIX系统调用中最基本和最有用的部分。这些系统调用按照功能逻辑 大致可分为进程控制、进程间通信、文件系统控制、存储管理、网络管理、套接字控制、用户管理等几类。

用户编程接口(API)

前面讲到的系统调用并不直接与程序员进行交互,它仅仅是一个通过软 中断机制向内核提交请求以获取内核服务的接口。实际使用中,程序员调用的通常都是用户编程接口(API) 。

例如,创建进程的API函数fork()函数对应于内核空间的sys_fork()系统调用,但并不是所有的函数 都对应一个系统调用。有时,一个API函数会需要几个系统调用来共同完成函数的功能,甚至还有一些API函数 不需要调用相应的系统调用(因此它所完成的不是内核提供的服务)。

系统命令

系统命令相对 于API更高了一层,它实际上是一个可执行程序,它的内部引用了用户编程接口(API)来实现相应的功能,它 们之间的关系如下图1:

时间: 2024-07-30 15:02:16

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