系统调用和库函数的区别

Question

我已经完成了这个问题的答案，但不太明白系统调用和库函数之间的区别。从概念上讲，两者有什么区别？

Answer 1

从概念上讲，库函数是流程的一部分。

在运行时，您的可执行代码和它所依赖的任何库（例如 libc.so）的代码都会链接到一个进程中。因此，当您调用此类库中的函数时，它会作为您进程的一部分执行，并具有相同的资源和权限。这与调用您自己编写的函数的想法相同（可能有例外，例如 PLT 和/或蹦床函数，如果您愿意，可以查找）。

从概念上讲，系统调用是一个特殊的接口，用于从您的代码（通常没有特权）调用内核（它有权根据需要提升特权）。

例如，请参阅 Linux man brk。当 C 程序调用malloc分配内存时，它正在调用 glibc 中的库函数。

如果进程内部已经有足够的空间用于分配，它可以进行任何必要的堆管理并将内存返回给调用者。

如果没有，glibc 需要从内核请求更多内存：它（可能）调用brkglibc 函数，后者又调用brk系统调用。只有通过系统调用将控制权传递给内核后，才能修改全局虚拟内存状态以保留更多内存，并将其映射到进程的地址空间。

Answer 2

添加到 Useless 的答案：
库函数比系统调用更快，并且通常不包含权限/安全考虑，因为它们以进程的特权和内存运行。

另一方面，系统调用，因为它们在内核中运行，可以访问系统中的所有内容，因此它们需要控制调用进程在调用它们时可以做什么（验证它是否具有打开文件的权限，例如例如），此外，由于系统调用在内核中，因此调用它们需要在 CPU 中进行上下文切换，相对于仅调用库调用而言，这是一个非常繁重的过程。

系统调用通常反映为监控程序中的系统 CPU 使用率。