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浅学系统调用
学过操作系统之后，我们多少都会对系统调臫有一定的了解，让我们来复习并更广泛的看看它的相关知识。从操作系统的角度来看，系统调用是一个核心且至关重要的功能，它涉及到对系统资源的有效管理和分配，以确保多任务并发执行和资源共享的顺利进行。
从操作系统的角度来解释系统调用，可以理解为以下几个步骤：
- 用户程序发起系统调用请求： 当用户程序需要访问操作系统提供的服务或资源时，比如打开文件、创建进程等，它会通过调用相应的系统调用接口来向操作系统发起请求。
- 进入内核态： 当用户程序发起系统调用请求时，CPU会从用户态切换到内核态，这是因为操作系统的核心代码（内核）运行在内核态，而用户程序一般运行在用户态。进入内核态意味着用户程序现在可以访问受保护的操作系统资源和功能。
- 执行系统调用服务： 一旦用户程序进入内核态，操作系统会根据系统调用的类型执行相应的服务或操作，比如打开文件、分配内存等。这些服务由操作系统提供，并且在内核中实现。
- 返回结果： 执行完系统调用后，操作系统会将结果返回给用户程序，并将CPU从内核态切换回用户态。用户程序继续执行下一条指令，根据系统调用的结果来决定后续的操作。
综上所述，系统调用是操作系统提供给用户程序访问系统资源和服务的接口，用户程序通过系统调用来请求操作系统执行特定的任务，操作系统在内核态下执行这些任务，并将结果返回给用户程序。这样可以保证操作系统资源的安全性和有效管理。
但这都是操作系统理论知识层面的看法，如果从实际编码即使用的角度看，它会变得易懂一些：
系统调用这东西，比如fork，exec等等，它们都可以让程序使用上操作系统的资源。比如read和write，允许你控制文件（文件是磁盘的抽象）的读写。操作系统所在做的事情就是希望程序可以像调用某个 API 一样，使用系统的资源，而不是直接操作它们（这里的直接操作是指操作人员直接输指令去操作）。而且这些资源一般是希望每个应用程序只会使用到自己，所以在操作资源的时候，系统调用需要进入特殊的状态（内核态）来保证特殊的操作不会被用户程序（用户态）直接操作。（←其实这里还是离不开操作系统，因为系统调用其中一个主要的操作就是状态转换）
上面这段话具体来讲：
系统调用是操作系统提供的一种机制，它允许应用程序通过类似函数调用的方式使用操作系统的服务和资源。在应用程序中，通过调用如 fork 、 exec 、 read 和 write 等系统调用，程序可以间接地利用操作系统的功能来执行特定的任务，如创建新进程、执行文件、读写文件等。
系统调用在应用程序与操作系统之间建立了一个桥梁。当应用程序需要执行某些需要特权级别更高或需要直接访问硬件资源的操作时，它会发起系统调用请求（用户态下）。这个请求会触发从用户态到内核态的转换，即状态转换（这里是 用户态 → 核心态）。在内核态下，操作系统内核会执行相应的服务程序，处理请求，并访问或操作所需的资源（干完事之后再 核心态 → 用户态）。
（也就是说系统调用将原本要让操作员进行比如通过命令行输入指令、修改寄存器等操作去操作资源，变成操作系统通过系统调用让用户程序可以通过简单的接口调用来访问系统资源，更方便更安全）
以read和write系统调用为例，它们允许应用程序读取和写入文件。在执行这些操作时，应用程序并不会直接操作磁盘或其他硬件资源，而是通过系统调用来请求操作系统内核完成这些操作。内核会负责打开文件、读取数据、写入数据等具体工作，并确保每个应用程序只能访问和操作自己的资源，从而实现资源的隔离和保护。
通过这种方式，操作系统能够控制和管理应用程序对资源的访问，确保资源的公平分配和系统的稳定性。同时，它也提供了更加抽象和统一的接口，使得应用程序能够像调用 API 一样使用系统资源，而无需关心底层硬件的复杂性和细节。
因此，系统调用不仅实现了 ①应用程序对操作系统资源的间接访问和操作，还通过 ②状态转换和权限管理确保了资源的安全性和隔离性。这使得应用程序能够更加方便、高效地使用系统资源，同时也保证了整个系统的稳定性和安全性。
补充：
"而且这些资源一般是希望每个应用程序只会使用到自己" ← 这句话可能说的不是很清楚。
具体来说，在操作系统的设计中，通常期望每个应用程序只能访问和操作分配给它自己的资源，而不能直接访问或修改其他应用程序的资源，操作系统通过一系列机制来确保每个应用程序只能访问自己的资源。
注：一系列机制里面包括了系统调用。
此外，操作系统还提供了进程隔离的机制，确保每个应用程序在运行时都拥有自己独立的内存空间和其他资源。这意味着一个应用程序的崩溃或错误不会影响其他应用程序的运行，因为它们的资源是隔离开的。
补充的补充：
上述一系列确保资源的隔离和保护的机制和策略里还包括了进程隔离、访问控制列表 (
ACLs)、权限管理等。
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