操作系统：系统调用与函数调用的区别详解

系统调用与函数调用是计算机程序设计中的两种关键概念，它们在操作系统中扮演着不同的角色。本文档主要讨论了这两种调用方式在操作系统课件中的区别，由讲师孙钟秀提供。 首先，系统调用与函数调用在调用形式和实现方式上有所差异。函数调用通常具有固定的转向地址，调用者直接跳转到被调用函数的地址执行，且函数调用发生在用户态，只允许访问用户栈，权限受限。相比之下，系统调用则通过功能号进行间接调用，这个过程涉及核心态，可以访问核心栈，拥有对操作系统资源的完全控制权。 其次，被调用代码的位置不同。函数调用是静态的，调用者和被调用函数都属于同一个程序，例如在编程语言编写的程序中，函数调用无需操作系统的干预。系统调用则是动态的，调用代码位于操作系统内核，它是操作系统的一部分，用于实现底层硬件和应用程序之间的交互。 再者，提供方式也区分明显。函数调用是由编程语言自身提供的，程序员可以通过编程语言的API进行调用，以实现特定的功能。而系统调用则是由操作系统提供，是操作系统为了支持其功能和管理任务，为应用程序提供的一种特殊接口。 在计算机系统的层次结构中，操作系统位于中间层，它不仅管理硬件资源，还与硬件层和应用层进行交互。操作系统与其他软件的关系体现在资源管理和权限划分上：操作系统负责资源的分配和管理，而其他软件如支撑软件和应用软件则依赖于操作系统提供的服务，无法直接访问硬件资源。 操作系统通过资源管理技术，如资源复用、虚化和抽象，解决物理资源不足的问题，并提供易用性和高效的服务。资源复用通过空间和时间的分割，使得多个进程共享资源；资源虚化则通过模拟增加可用资源的数量和性能；资源抽象则隐藏了系统的复杂性，使用户界面更加直观。 系统调用与函数调用是程序设计中的两个关键概念，它们分别对应着用户态和核心态下的操作，反映了操作系统如何管理和优化计算机系统的运作。理解它们的差异对于编写高效和安全的程序至关重要。