システムコールとライブラリコールの違いとは?分かりやすく解説!

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システムコールとライブラリコールの主な違いは、システムコールがカーネルに対してリソースへのアクセスを要求するのに対し、ライブラリコールはプログラミングライブラリで定義された関数を使用するよう要求することである

オペレーティングシステムは、アプリケーションプログラムがハードウェア資源にアクセスするためのインタフェースです。

カーネルは、オペレーティングシステムの中核です。

オペレーティングシステムは、メモリ管理、プロセス管理、データの保護など、コンピュータシステムの主要なタスクを実行します。

システムコールとライブラリコールは、オペレーティングシステムに関連する2つの用語です。

カーネルはシステムコールを提供し、プログラミングライブラリーはライブラリーコールを提供します。

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システムコールとは

コンピュータシステムには、カーネルモードとユーザーモードという2つのモードがあります。

カーネルモードでは、プログラムはメモリやハードウェア資源に直接アクセスすることができます。

カーネルモードでは、プログラムはメモリやハードウェア資源に直接アクセスでき、ユーザーモードよりも特権的なモードです。

ユーザーモードでは、プログラムはメモリやハードウェア資源に直接アクセスできない。

ほとんどのプログラムは、ユーザーモードで実行されます。


プログラムがメモリやハードウェア資源を必要とする場合、システムコールを使ってカーネルに要求を出します

そして、ユーザーモードからカーネルモードに切り替わります。

タスクが終了すると、カーネルモードからユーザーモードに戻ります。

そのため、このモードの切り替えはコンテキストスイッチングとも呼ばれる。

UNIXシステムで重要なシステムコールは以下の2つです。

fork() – このシステムコールは、既存のプロセスを維持したまま新しいプロセスを作成するために使用される。

特定のプロセスがfork()を呼び出すと、プロセスのコピーが作成されます。

したがって、2つのプロセスが存在することになります。

1つは親プロセスで、作成された新しいプロセスは子プロセスです。

exec() – このシステム・コールは、新しいプロセスを作成し、終了するプロセスを新しいプロ セスに置き換えます。

したがって、exec()を呼び出した後は、新しいプロセスだけが存在します。

言い換えれば、システム・コールを行ったプロセスは破棄されます。

ライブラリコールとは

ライブラリコールとは、プログラミングライブラリが提供する関数の利用を要求することである

プログラマーが特定のライブラリコールを使用する場合、まず該当するライブラリをインポートする必要がある

stdio.hヘッダーファイルは、入出力操作を行うための様々な関数を含んでいます。

fopenはファイルを開くのに使われ、fcloseはファイルを閉じるのに使われます。

printf関数は標準出力デバイスにフォーマットされた出力を送信するのに役立ち、scanf関数は標準入力デバイスからフォーマットされた入力を読み取るのに役立つ。

さらに、”math.h “ヘッダーファイルは、数学的な演算を行うための関数を含んでいます。

time.h “ヘッダーファイルは、時間やデータの計算を行うための関数を含んでいます。

string.h “ヘッダーファイルには、文字列操作を行うための関数が含まれています。

システムコールとライブラリコールの違い

定義

システムコールとは、プログラムがカーネルに対して、あるリソースにアクセスするためにカーネルモードに入るよう要求することであり、ライブラリコールとは、プログラムがプログラミングライブラリで定義されている関数にアクセスするために行う要求です。

このように、システムコールとライブラリコールの主な違いを説明する。

モード切替

システムコールでは、ユーザーモードからカーネルモードに切り替わりますが、ライブラリコールでは、モードの切り替えはありません。

したがって、この点がシステムコールとライブラリコールの重要な違いです。

ポータビリティ

また、システムコールはポータブルではありませんが、ライブラリコールはポータブルです。

実行速度

実行速度もシステムコールとライブラリコールの大きな違いです。

システムコールよりライブラリコールの方が実行速度が速い。

特典

全体として、システムコールはライブラリコールよりも多くの特権を持ちます。

システムコールの例としてfork()、exec()、ライブラリコールの例としてfopen()、fclose()、scanf()、prinf()が挙げられます。

結論

システムコールはカーネル空間で実装され、ライブラリコールはユーザー空間で実装される。

  システムコールとライブラリコールの主な違いは、システムコールがカーネルに対してリソースへのアクセスを要求するのに対し、ライブラリコールはプログラミングライブラリで定義された関数を使用する要求であることである

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