程序接口，是OS专门为用户设置的，提供给程序员在编程时使用，也是用户程序取得OS服务的唯一途径。它是由一组系统调用（system call）组成，因而，也可以说，系统调用提供了用户程序和操作系统内核之间的接口。系统调用不仅可供所有的应用程序使用，而且也可供OS自身使用。在每个系统中，通常都有几十条甚至上百条的系统调用，并可根据其功能把它们划分成若干类，每一个系统调用都是一个能完成特定功能的子程序。

一、基本概念

在计算机系统中，通常运行着两类程序：系统程序和用户程序。为了防止应用程序对OS的破坏，应用程序和OS的内核是运行在不同的状态，即OS的内核是运行在系统态，而应用程序是运行在用户态。

1.1 系统态和用户态

在计算机系统中设置了两种状态：系统态（或称为核心态）和用户态。在实际运行过程中，处理机会在系统态和用户态间切换。相应地，现代多数OS将CPU的指令集分为特权指令和非特权指令两类。

特权指令：特权指令是指在系统态运行的指令，它对内存空间的访问范围基本不受限制，不仅能访问用户空间，也能访问系统空间，如启动外部设备、设置系统时钟时间、关中断、转换执行状态等。特权指令只允许OS使用，不允许应用程序使用，以避免引起系统混乱。
非特权指令：非特权指令是在用户态运行的指令。应用程序所使用的都是非特权指令，它只能完成一般性的操作和任务，不能对系统中的硬件和软件直接进行访问，对内存的访问范围也局限于用户空间。这样，可以防止应用程序的运行异常和对系统造成破坏。

这种限制是由硬件实现的，如果在应用程序中使用了特权指令，就会发出权限出错信息，操作系统捕获到这个信号后，将转入相应的错误处理程序，同时停止该应用程序的运行，重新调度。

1.2 系统调用

在OS中提供系统调用的目的，是使应用程序可以通过它间接调用OS中的相关过程，取得相应的服务。系统调用在本质上是应用程序请求OS内核完成某功能时的一种过程调用，但它是一种特殊的过程调用，它与一般的过程调用有下述几方面的明显差别：

运行在不同的系统状态：一般的过程调用其调用程序和被调用程序运行在相同的状态-系统态或用户态；而系统调用与一般调用的最大区别就在于，调用程序是运行在用户态，而被调用程序是运行在系统态。
状态的转换：由于一般的过程调用并不涉及到系统状态的转换，所以可直接由调用过程转向被调用过程。但在运行系统调用时，由于调用和被调用过程是工作在不同的系统状态，因而不允许由调用过程直接转向被调用过程，需要通过软中断机制，先由用户态转化为系统态，经内核分析后，才能转向相应的系统调用处理子程序。
返回问题：在采用了抢占式（剥夺）调度方式的系统中，在被调用过程执行完后，要对系统中所有要求运行的进程做优先权分析。当调用进程仍具有最高优先级时，才返回到调用进程继续执行；否则，将引起重新调度，以便让优先权最高的进程优先执行。此时，将把调用进程放入就绪队列
嵌套调用。像一般过程一样，系统调用也可以嵌套进行，即在一个被调用过程的执行期间，还可以利用系统调用命令去调用另一个系统调用。当然，每个系统对嵌套调用的深度都有一定的限制，例如最大深度为6。但一般的过程对嵌套的深度则没有什么限制

1.3 中断机制

二、系统调用的类型

待补充/307

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