系统调用是指用户程序通过系统调用接口获取操作系统提供的服务。调用系统调用需要通过软中断等方式进入内核态,由操作系统内核提供相应的服务,比如打开文件、创建进程等操作。系统调用是操作系统核心部分的重要组成部分。
而用户级的函数调用则是指用户程序在用户态直接调用函数完成相应的操作,不需要进入内核态。这些函数通常是由程序员编写的标准库函数,实现了比较常见的功能,例如字符串操作、数学计算等。这些函数的调用不需要通过特殊的接口,通常是由编译器链接时实现静态链接,或者由动态链接库实现动态链接。
由于系统调用是在内核态进行,并且需要特殊的接口才能调用,因此它们具有较高的安全性。在调用系统调用时,操作系统会对相应的参数进行有效性检查,防止用户程序恶意修改数据,攻击系统。
相比之下,用户级的函数调用不具备这种高安全性,因为这些函数完全由程序员编写,用户程序可以恶意修改调用它们的参数或者返回值,从而产生安全漏洞,例如通过缓冲区溢出来执行恶意代码。
由于系统调用需要进入内核态,执行完相应的操作后再返回用户态,因此它们的效率相对较低。而用户级的函数调用不需要进入内核态,直接在用户态执行,因此效率相对较高。
另外,由于系统调用需要大量的上下文切换,会对系统的性能产生较大的影响。而用户级的函数调用由于不需要这种上下文切换,因此对系统性能的影响较小。
由于系统调用具有较高的安全性,因此在需要保护系统安全的场景中,比如操作系统核心部分的实现,处理系统级别的操作时使用比较多。另外,一些需要系统资源的操作,如进程管理、文件管理等也使用较多。
而用户级的函数调用适用于用户程序的编写中,无需对操作系统进行直接控制的情况下,例如普通的图形界面编程、游戏开发等。