系统调用和C语言库函数

Question

最近学习操作系统，有些东西不是很明白。c语言的库函数有些是利用系统调用实现的，有些不是.我就想问下不是利用系统调用的那部分，在执行时硬件是怎么知道的呢？最后语言代码被编译成二进制，执行时仍然是由寄存器硬件什么执行的吧，既然没利用系统调用，alu这些东西是怎么懂这些库函数要求的操作是干嘛的啊？不是说系统调用是软硬件的接口吗？还有系统调用和驱动程序的关系是什么?

Answer 1

调用系统调用，代码跳入内核态，可以执行任何指令，包括 受保护的指令
在用户态，很多指令是受保护的，不能直接执行，或者执行会出错。
例如 286 以上的X86 系列及兼容CPU
IO指令，就是受保护的。
实际上，硬件之间是通过总线相连的，并通过，IO读写指令，内存读写指令，DMA 方式，等等相互通讯。
程序代码，被CPU取到，然后逐一执行
你写的代码，加载到内存后，操作系统用一个跳转指令（call,jump,ret,iret 等等，都属于跳转类指令）
转到你的代码中执行的

除非受到保护的指令，都是可以在用户态执行的，例如加法指令
数学库
math.h，的函数
string.h
就大部分代码都属于，非保护指令

而 IO库中的许多函数
例如
stdio.h
io.h 
中的很多函数，都会调用系统调用的

Answer 2

说说我的理解，C语言里的库函数在编译后都是生成的二进制指令，就包含了对硬件的操作。
举一个例子，“+”是对两个数进行操作，这两个数既可能是数字，也可能是变量。如果是数字，在汇编语言中对于的就是立即数，编译成二进制指令时直接利用无符号数加法指令就可以；而如果是变量的话，就会编译成多条指令，首先是从内存里读取变量到寄存器，再在寄存器中进行加法运算，运算完再保存到内存中。