Hvordan UNIX -systemet kaller fungerer

Systemanrop er det grunnleggende grensesnittet mellom et brukerprogram og operativsystemkjernen. De lar programmer be om tjenester fra kjernen, for eksempel å få tilgang til maskinvare, administrere prosesser og samhandle med filer. Her er en oversikt over hvordan de fungerer:

1. Forespørsel om brukerprogram:

* Et brukerprogram, som kjører i brukerområdet, trenger en spesifikk tjeneste, som å lese en fil, lage en ny prosess eller få tilgang til en enhet.

* Programmet bruker en bibliotekfunksjon (f.eks. `Open ()`, `gaffel ()`, `lest ()`) for å komme med forespørselen.

2. Bibliotekfunksjonsanrop:

* Bibliotekfunksjonen er ansvarlig for å bygge en spesifikk systemanropsstruktur. Denne strukturen inneholder informasjon om ønsket systemanrop (f.eks. Funksjonsnummer, argumenter).

* Denne strukturen blir deretter sendt til kjernen ved å bruke en spesiell instruksjon kjent som et systemanropavbrudd (ofte `int 0x80` eller` syscall`).

3. Kjernehåndtering:

* Avbruddet forårsaker en kontekstbryter, og overfører kontroll fra brukerprogrammet til kjernen.

* Kjernen identifiserer det forespurte systemanropet basert på nummeret.

* Kjernen validerer systemanrop argumenter og sjekker for tillatelser.

* Kjernen utfører den forespurte tjenesten, og potensielt involverer interaksjoner med maskinvare, filsystem eller andre prosesser.

4. Returverdi:

* Når kjernen har fullført den forespurte tjenesten, returnerer den en statuskode og potensielt data til brukerprogrammet.

* Bibliotekfunksjonen tolker statuskoden og returnerer et resultat til brukerprogrammet.

5. Response for brukerprogram:

* Brukerprogrammet mottar resultatet, behandler det og fortsetter utførelsen.

Nøkkelpunkter:

* Systemanrop er de grunnleggende byggesteinene for ethvert UNIX-lignende operativsystem.

* De gir et standardisert, sikkert og kontrollert grensesnitt mellom brukerprogrammer og kjernen.

* Kjernen beskytter systemressursene og sikrer at programmer ikke kan få tilgang til eller endre komponenter på systemnivå uten autorisasjon.

* Systemanropsgrensesnittet er generelt konsistent på tvers av forskjellige Unix-lignende systemer, noe som sikrer portabilitet av applikasjoner.

Eksempel:

La oss vurdere `leste ()` systemanrop. Et program kan bruke bibliotekfunksjonen `lest ()` for å lese data fra en fil. Denne funksjonen:

1. Bygger en systemanropsstruktur med `lest ()` funksjonsnummer, filbeskrivelse, bufferadresse og antall byte å lese.

2. Utfører systemanropavbruddet for å overføre kontroll til kjernen.

3. Kjernen validerer argumentene, henter dataene fra filen og kopierer dem til den bruker-leverte bufferen.

4. Kjernen returnerer antall byte som er lest til brukerprogrammet.

5. Brukerprogrammet mottar resultatet og bruker dataene etter behov.

Å forstå hvordan systemkaller arbeid er avgjørende for å forstå den indre virkningen av UNIX-lignende operativsystemer og skrive programmer som effektivt samhandler med kjernen.