9.4　系统调用的概念和类型

本节概览：先建立「系统调用的概念和类型」的框架，再依次展开下列小节。

1. 系统调用的基本概念
2. 系统调用的类型
3. POSIX标准

中断机制：系统调用通过中断机制实现，且一个 OS 的所有系统调用都通过同一个中断入口实现。

例如 MS-DOS 提供 INT 21H，应用程序通过该中断获取操作系统的服务；UNIX/Linux 则通过陷入指令（如 CHMK）进入核心态。

在计算机系统中，通常运行着系统程序和应用程序两类。为防止应用程序对 OS 的破坏，二者运行在不同状态：OS 内核运行在系统态，应用程序运行在用户态。

现代多数 OS 将 CPU 指令集分为特权指令和非特权指令两类。特权指令只能在系统态执行，用户态下不能直接使用，必须通过系统调用进入系统态。

1. 特权指令
2. 非特权指令

文件操纵类系统调用用于对文件进行操作。

1. 创建和删除文件
2. 打开和关闭文件的系统调用
3. 读和写文件的系统调用

进程通信类系统调用：在单处理机系统中，OS 常采用消息传递方式和共享存储区方式。

采用消息传递方式时，通信前需先打开连接：源进程发出打开连接的系统调用，目标进程用接受连接的系统调用表示同意；然后用发送消息或接收消息的系统调用交换信息；通信结束后用关闭连接的系统调用结束通信。

目前许多操作系统都提供各种类型的系统调用，实现的功能也相类似，但在实现细节和形式上相差很大，这给应用程序与操作系统平台的无关性带来很大困难。

为解决此问题，国际标准化组织 ISO 给出了有关系统调用的国际标准 POSIX 1003.1（Portable Operating System IX），即「基于 UNIX 的可移植操作系统接口」。该标准使应用程序在不同 UNIX/Linux 平台间具有可移植性。