系统调用和库函数的区别
生活随笔
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系统调用和库函数的区别
小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.
首先,要說一下兩者的概念:
系統(tǒng)調(diào)用 :是操作系統(tǒng)為用戶態(tài)運(yùn)行的進(jìn)程和硬件設(shè)備(如CPU、磁盤、打印機(jī)等)進(jìn)行交互提供的一組接口,即就是設(shè)置在應(yīng)用程序和硬件設(shè)備之間的一個(gè)接口層。可以說是操作系統(tǒng)留給用戶程序的一個(gè)接口。再來說一下,linux內(nèi)核是單內(nèi)核,結(jié)構(gòu)緊湊,執(zhí)行速度快,各個(gè)模塊之間是直接調(diào)用的關(guān)系。放眼望整個(gè)linux系統(tǒng),從上到下依次是用戶進(jìn)程->linux內(nèi)核->硬件。其中系統(tǒng)調(diào)用接口是位于Linux內(nèi)核中的,如果再稍微細(xì)分一下的話,整個(gè)linux系統(tǒng)從上到下可以是:用戶進(jìn)程->系統(tǒng)調(diào)用接口->linux內(nèi)核子系統(tǒng)->硬件,也就是說Linux內(nèi)核包括了系統(tǒng)調(diào)用接口和內(nèi)核子系統(tǒng)兩部分;或者從下到上可以是:物理硬件->OS內(nèi)核->OS服務(wù)->應(yīng)用程序,其中操作系統(tǒng)起到“承上啟下”的關(guān)鍵作用,向下管理物理硬件,向上為操作系服務(wù)和應(yīng)用程序提供接口,這里的接口就是系統(tǒng)調(diào)用了。
?????? 一般地,操作系統(tǒng)為了考慮實(shí)現(xiàn)的難度和管理的方便,它只提供一少部分的系統(tǒng)調(diào)用,這些系統(tǒng)調(diào)用一般都是由C和匯編混合編寫實(shí)現(xiàn)的 ,其接口用C來定義,而具體的實(shí)現(xiàn)則是匯編,這樣的好處就是執(zhí)行效率高,而且,極大的方便了上層調(diào)用。
庫(kù)函數(shù) :顧名思義是把函數(shù)放到庫(kù)里。是把一些常用到的函數(shù)編完放到一個(gè)文件里,供別人用。別人用的時(shí)候把它所在的文件名用#include<>加到里面就可以了。一般是放到lib文件里的。一般是指 編譯器 提供的可在c 源程序 中調(diào)用的函數(shù)。可分為兩類,一類是 c語言 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的庫(kù)函數(shù),一類是 編譯器 特定的庫(kù)函數(shù)。 (由于版權(quán)原因,庫(kù)函數(shù)的 源代碼 一般是不可見的,但在頭文件中你可以看到它對(duì)外的接口)
?????? libc中就是一個(gè)C標(biāo)準(zhǔn)庫(kù),里面存放一些基本函數(shù),這些基本函數(shù)都是被標(biāo)準(zhǔn)化了的,而且這些函數(shù)通常都是用匯編直接實(shí)現(xiàn)的。
??????? 庫(kù)函數(shù)一般可以概括的分為兩類,一類是隨著操作系統(tǒng)提供的,另一類是由第三方提供的。隨著系統(tǒng)提供的這些庫(kù)函數(shù)把系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)行封裝或者組合,可以實(shí)現(xiàn)更多的功能,這樣的庫(kù)函數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)一些對(duì)內(nèi)核來說比較復(fù)雜的操作。比如,read()函數(shù)根據(jù)參數(shù),直接就能讀文件,而背后隱藏的比如文件在硬盤的哪個(gè)磁道,哪個(gè)扇區(qū),加載到內(nèi)存的哪個(gè)位置等等這些操作,程序員是不必關(guān)心的,這些操作里面自然也包含了系統(tǒng)調(diào)用。而對(duì)于第三方的庫(kù),它其實(shí)和系統(tǒng)庫(kù)一樣,只是它直接利 用系統(tǒng)調(diào)用的可能性要小一些,而是利用系統(tǒng)提供的API接口來實(shí)現(xiàn)功能(API的接口是開放的) 。部分Libc庫(kù)中的函數(shù)的功能的實(shí)現(xiàn)還是借助了系統(tǒng)掉調(diào)用,比如printf的實(shí)現(xiàn)最終還是調(diào)用了write這樣的系統(tǒng)調(diào)用;而另一些則不會(huì)使用系統(tǒng)調(diào)用,比如strlen,?strcat,?memcpy等。
實(shí)時(shí)上,系統(tǒng)調(diào)用所提供給用戶的是直接而純粹的高級(jí)服務(wù),如果想要更人性化,具有更符合特定情況的功能,那么就要我們用戶自己來定義,因此就衍生了庫(kù)函數(shù),它把部分系統(tǒng)調(diào)用包裝起來,一方面把系統(tǒng)調(diào)用抽象了,一方面方便了用戶級(jí)的調(diào)用。系統(tǒng)調(diào)用和庫(kù)函數(shù)在執(zhí)行的效果上很相似(當(dāng)然庫(kù)函數(shù)會(huì)更符合需求),但是系統(tǒng)調(diào)用是運(yùn)行于內(nèi)核狀態(tài);而庫(kù)函數(shù)由用戶調(diào)用,運(yùn)行于用戶態(tài)。
系統(tǒng)調(diào)用是為了方便使用操作系統(tǒng)的接口,而庫(kù)函數(shù)則是為了人們編程的方便 。
系統(tǒng)調(diào)用 :是操作系統(tǒng)為用戶態(tài)運(yùn)行的進(jìn)程和硬件設(shè)備(如CPU、磁盤、打印機(jī)等)進(jìn)行交互提供的一組接口,即就是設(shè)置在應(yīng)用程序和硬件設(shè)備之間的一個(gè)接口層。可以說是操作系統(tǒng)留給用戶程序的一個(gè)接口。再來說一下,linux內(nèi)核是單內(nèi)核,結(jié)構(gòu)緊湊,執(zhí)行速度快,各個(gè)模塊之間是直接調(diào)用的關(guān)系。放眼望整個(gè)linux系統(tǒng),從上到下依次是用戶進(jìn)程->linux內(nèi)核->硬件。其中系統(tǒng)調(diào)用接口是位于Linux內(nèi)核中的,如果再稍微細(xì)分一下的話,整個(gè)linux系統(tǒng)從上到下可以是:用戶進(jìn)程->系統(tǒng)調(diào)用接口->linux內(nèi)核子系統(tǒng)->硬件,也就是說Linux內(nèi)核包括了系統(tǒng)調(diào)用接口和內(nèi)核子系統(tǒng)兩部分;或者從下到上可以是:物理硬件->OS內(nèi)核->OS服務(wù)->應(yīng)用程序,其中操作系統(tǒng)起到“承上啟下”的關(guān)鍵作用,向下管理物理硬件,向上為操作系服務(wù)和應(yīng)用程序提供接口,這里的接口就是系統(tǒng)調(diào)用了。
?????? 一般地,操作系統(tǒng)為了考慮實(shí)現(xiàn)的難度和管理的方便,它只提供一少部分的系統(tǒng)調(diào)用,這些系統(tǒng)調(diào)用一般都是由C和匯編混合編寫實(shí)現(xiàn)的 ,其接口用C來定義,而具體的實(shí)現(xiàn)則是匯編,這樣的好處就是執(zhí)行效率高,而且,極大的方便了上層調(diào)用。
庫(kù)函數(shù) :顧名思義是把函數(shù)放到庫(kù)里。是把一些常用到的函數(shù)編完放到一個(gè)文件里,供別人用。別人用的時(shí)候把它所在的文件名用#include<>加到里面就可以了。一般是放到lib文件里的。一般是指 編譯器 提供的可在c 源程序 中調(diào)用的函數(shù)。可分為兩類,一類是 c語言 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的庫(kù)函數(shù),一類是 編譯器 特定的庫(kù)函數(shù)。 (由于版權(quán)原因,庫(kù)函數(shù)的 源代碼 一般是不可見的,但在頭文件中你可以看到它對(duì)外的接口)
?????? libc中就是一個(gè)C標(biāo)準(zhǔn)庫(kù),里面存放一些基本函數(shù),這些基本函數(shù)都是被標(biāo)準(zhǔn)化了的,而且這些函數(shù)通常都是用匯編直接實(shí)現(xiàn)的。
??????? 庫(kù)函數(shù)一般可以概括的分為兩類,一類是隨著操作系統(tǒng)提供的,另一類是由第三方提供的。隨著系統(tǒng)提供的這些庫(kù)函數(shù)把系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)行封裝或者組合,可以實(shí)現(xiàn)更多的功能,這樣的庫(kù)函數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)一些對(duì)內(nèi)核來說比較復(fù)雜的操作。比如,read()函數(shù)根據(jù)參數(shù),直接就能讀文件,而背后隱藏的比如文件在硬盤的哪個(gè)磁道,哪個(gè)扇區(qū),加載到內(nèi)存的哪個(gè)位置等等這些操作,程序員是不必關(guān)心的,這些操作里面自然也包含了系統(tǒng)調(diào)用。而對(duì)于第三方的庫(kù),它其實(shí)和系統(tǒng)庫(kù)一樣,只是它直接利 用系統(tǒng)調(diào)用的可能性要小一些,而是利用系統(tǒng)提供的API接口來實(shí)現(xiàn)功能(API的接口是開放的) 。部分Libc庫(kù)中的函數(shù)的功能的實(shí)現(xiàn)還是借助了系統(tǒng)掉調(diào)用,比如printf的實(shí)現(xiàn)最終還是調(diào)用了write這樣的系統(tǒng)調(diào)用;而另一些則不會(huì)使用系統(tǒng)調(diào)用,比如strlen,?strcat,?memcpy等。
實(shí)時(shí)上,系統(tǒng)調(diào)用所提供給用戶的是直接而純粹的高級(jí)服務(wù),如果想要更人性化,具有更符合特定情況的功能,那么就要我們用戶自己來定義,因此就衍生了庫(kù)函數(shù),它把部分系統(tǒng)調(diào)用包裝起來,一方面把系統(tǒng)調(diào)用抽象了,一方面方便了用戶級(jí)的調(diào)用。系統(tǒng)調(diào)用和庫(kù)函數(shù)在執(zhí)行的效果上很相似(當(dāng)然庫(kù)函數(shù)會(huì)更符合需求),但是系統(tǒng)調(diào)用是運(yùn)行于內(nèi)核狀態(tài);而庫(kù)函數(shù)由用戶調(diào)用,運(yùn)行于用戶態(tài)。
系統(tǒng)調(diào)用是為了方便使用操作系統(tǒng)的接口,而庫(kù)函數(shù)則是為了人們編程的方便 。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的系统调用和库函数的区别的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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