Operating system 有人能给我解释一下编程语言中的系统调用吗？

几天前我开始学习操作系统的概念，现在已经遇到了一些问题。 主要是我对系统调用非常好奇。 我了解到每个操作系统都提供自己的API （如Windows for Windows API、Linux for libc等）

我开始感到困惑的是包装器函数。 例如，Linux有一个fork（）包装函数。 这是否意味着此函数中的算法执行系统调用例程 基于操作系统的系统调用表？ 我不明白用C写的是什么意思。 这是否意味着它使用的是C标准库？或者仅仅是C编译器？ 另外，为什么C编译器会编译它的标准库呢 有不同种类的编译器，如GCC windows C编译器等。？ 我好奇的是，C标准库函数也调用系统调用，对吗？ 但是为了在不同的操作系统中获得相同的输出，它可能必须调用不同的系统调用，对吗？ 这是否意味着，即使是相同的标准C函数，系统调用 每个操作系统的内部实现不同

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我真的想要一个关于系统调用的好概念（plz:）

我只知道一点关于Linux内核的知识，所以我将在回答中以Linux内核为例。要理解系统调用，您必须理解内核空间和用户空间的概念。系统调用是用户空间应用程序与内核通信的接口。因此，系统调用的实现是内核的一部分

首先，Linux内核大部分是用C编写的，部分是用汇编语言编写的。但是Linux内核从未使用任何C标准库函数。因此，在Linux中，用C标准库函数实现系统调用是不可能的

其次，Linux提供数百个系统调用。其中有些是用C语言编写的，但有些是用汇编语言实现的。不仅用C编写的程序可以进行系统调用，大多数其他语言如Ruby、Golang也可以这样做。恕我直言，说系统调用是用C编写的是不正确的

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第三，不同的操作系统提供不同的系统调用集。即使相同的操作系统也可以运行在不同的体系结构中，如x86、arm等。不同的体系结构意味着不同的指令集。因此，即使相同的操作系统也可以以不同的方式实现相同的系统调用。因此，我认为您对这一点的理解是正确的。

系统调用是底层操作系统公开的功能。语言通常有一种定义良好的方式来发出系统调用。例如，英特尔x86处理器使用的是

syscall

指令，但您也可以使用其他方式，如发出中断指令

当进行系统调用时，会从用户空间转换到内核空间，内核空间以更高的特权级别运行。系统调用的参数被复制到内核空间并进行验证，以确保它们不会损害内核。但是，这些参数很可能也是用户空间中的验证。在某些情况下，用户空间函数将是内核函数的薄包装，而在其他情况下，它们将提供额外的特性

C和Unix有着紧密的传统，这就是为什么许多系统调用名与它们的C版本（例如fork、execXXX）相同的原因。然而，这只是一个惯例，并非所有地方都如此。在Windows上，系统调用的名称与Linux完全不同。但是，平台上的底层C运行时实现对您隐藏了这一点，并进行正确的系统调用以实现C函数提供的功能

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通常，像Ruby这样的高级语言不会直接发出系统调用。相反，他们使用的是用低级语言（如C或C++）编写的库，将Ruby调用转换为对底层系统函数的调用。

系统调用和包装函数是两个不同的概念

系统调用： 这些是内核空间中的正常函数。用户程序不能直接访问它们，即像你我这样的人编写的函数。系统调用只能由内核代码访问。这些功能将与设备或主存交互，以向用户程序提供请求的服务

包装函数： 当您想在用户代码中使用系统调用时，您不能用用户空间中的函数直接调用它。处理器需要执行陷阱机器指令（中断）才能切换到内核模式。一旦切换到内核模式以执行系统函数，传递给该函数的参数中应该没有错误。系统调用不会检查其参数的正确性，所以如果参数有任何错误，则可能导致内核错误。如果您的用户空间程序出现故障，内核将终止您的进程，但是当内核出现故障时，您的整个内核都会崩溃，这是不可接受的。 包装函数确保所有参数都有效。如果一切正常，它们还设置了一个基址来捕获内核

现在回答您的问题：

包装器函数不执行系统调用函数，它们只检查参数的正确性，并通过传递适当的系统调用号将陷阱设置为内核模式。内核包含一个系统调用表（按编号），并执行请求的函数。一旦包装器函数调用了陷阱，它的工作就结束了

包装函数是用C语言编写的常规用户级程序，部分用汇编语言编写。是的，包装函数可以调用标准库函数

标准库函数是用C89、C99版本以及旧版本的C编写的。这并不重要，因为新版本的C是向后兼容的