操作系統(tǒng)提供的基本服務(wù)

操作系統(tǒng)提供基本服務(wù)操作系統(tǒng)提供基本服務(wù)創(chuàng)建程序執(zhí)行程序數(shù)據(jù)I/O信息存取通信服務(wù)錯誤檢測和處理另外,還含有另外一些功效:資源分配、統(tǒng)計,保護(hù)10/2/第1頁操作系統(tǒng)提供用戶接口操作系統(tǒng)服務(wù)和功效能夠用不一樣方式提供給用戶，最基本方式有兩種：程序接口——系統(tǒng)調(diào)用(SystemCall)由操作系統(tǒng)實現(xiàn)完成某種特定功效過程；它是程序與操作系統(tǒng)接口操作接口——系統(tǒng)程序(SystemProgram)操作系統(tǒng)為用戶提供處理使用計算機和計算共性問題全部服務(wù)集合；它能夠看作是操作系統(tǒng)提供給用戶功效級接口10/2/第2頁系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用分類進(jìn)程和作業(yè)管理文件操作設(shè)備操作信息維護(hù)通信10/2/第3頁系統(tǒng)調(diào)用實現(xiàn)陷入處理機制（異常處理機制）：操作系統(tǒng)中為控制和實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用機制因為系統(tǒng)調(diào)用而引發(fā)處理器中止指令稱訪管指令(Supervisor)，陷入指令(Trap)或異常中止指令(Interrupt)每個系統(tǒng)調(diào)用都事先要求了編號，還附帶有傳遞給內(nèi)部處理程序參數(shù)10/2/第4頁系統(tǒng)調(diào)用實現(xiàn)關(guān)鍵點編寫系統(tǒng)調(diào)用處理程序設(shè)計一張系統(tǒng)調(diào)用入口地址表，每個入口地址指向一個系統(tǒng)調(diào)用處理程序，有系統(tǒng)還包含系統(tǒng)調(diào)用自帶參數(shù)個數(shù)陷入處理機制需開辟現(xiàn)場保護(hù)區(qū)，以保留發(fā)生系統(tǒng)調(diào)用時處理器現(xiàn)場10/2/第5頁系統(tǒng)調(diào)用處理過程

SystemCall用戶程序A0SUB0SUB1SUBiSUBnA1AiAn……系統(tǒng)調(diào)用處理子程序取系統(tǒng)功效號找入口地址表對應(yīng)入口地址結(jié)束處理恢復(fù)現(xiàn)場入口地址表A0A1…Ai…An保護(hù)CPU現(xiàn)場系統(tǒng)調(diào)用陷入機構(gòu)陷入指令10/2/第6頁系統(tǒng)調(diào)用參數(shù)傳遞訪管指令或陷入指令自帶參數(shù)指令之后若干單元存放參數(shù)，稱直接參數(shù)指令之后若干單元存放參數(shù)地址，稱間接參數(shù)經(jīng)過通用存放器傳遞參數(shù)通用存放器傳遞參數(shù)通用存放器傳遞參數(shù)地址，在內(nèi)存一個塊或表中存放參數(shù)在內(nèi)存中開辟專用堆棧區(qū)域傳遞參數(shù)10/2/第7頁傳遞參數(shù)一個方法操作系統(tǒng)X:參數(shù)LOADAddRXSystemCall8X取參數(shù)X系統(tǒng)調(diào)用8處理程序存放器10/2/第8頁系統(tǒng)調(diào)用與過程(函數(shù))調(diào)用區(qū)分調(diào)用形式：過程(函數(shù))使用普通調(diào)用指令，其轉(zhuǎn)向地址是固定不變，包含在跳轉(zhuǎn)語句中系統(tǒng)調(diào)用中不包含處理程序入口，而僅僅提供功效號，按功效號調(diào)用被調(diào)用代碼位置：過程(函數(shù))調(diào)用是一個靜態(tài)調(diào)用，程序和被調(diào)代碼在同一程序內(nèi)，經(jīng)過連接編輯后作為目標(biāo)代碼一部份；當(dāng)過程(函數(shù))升級或修改時，必須重新編譯連結(jié)系統(tǒng)調(diào)用是一個動態(tài)調(diào)用，系統(tǒng)調(diào)用處理代碼在調(diào)用程序之外(在操作系統(tǒng)中)，系統(tǒng)調(diào)用處理代碼升級或修改時，與調(diào)用程序無關(guān)10/2/第9頁系統(tǒng)調(diào)用與過程(函數(shù))調(diào)用區(qū)分提供方式：過程(函數(shù))往往由編譯系統(tǒng)提供，不一樣編譯系統(tǒng)提供過程(函數(shù))能夠不一樣系統(tǒng)調(diào)用由操作系統(tǒng)提供，一旦操作系統(tǒng)設(shè)計好，系統(tǒng)調(diào)用功效、種類與數(shù)量便固定不變了調(diào)用實現(xiàn)：程序使用普通機器指令轉(zhuǎn)子指令來調(diào)用過程(函數(shù))，是在用戶態(tài)運行程序執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用，是經(jīng)過中止機構(gòu)來實現(xiàn)，需要從用戶態(tài)轉(zhuǎn)變到關(guān)鍵態(tài)，在管理狀態(tài)下運行10/2/第10頁Linux系統(tǒng)調(diào)用Linux有170個系統(tǒng)調(diào)用，其系統(tǒng)調(diào)用組成：關(guān)鍵函數(shù)：運行在關(guān)鍵態(tài)，是實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用功效(內(nèi)核)代碼，作為操作系統(tǒng)關(guān)鍵駐留在內(nèi)存中，是一個共享代碼，用C語言書寫。它運行在關(guān)鍵態(tài)，數(shù)據(jù)也存放在內(nèi)核空間，通常它不能使用系統(tǒng)調(diào)用，也不能使用應(yīng)用程序可用庫函數(shù)接口函數(shù)：是提供給應(yīng)用程序API，以庫函數(shù)形式存在Linuxlib.a中,該庫中存放了全部系統(tǒng)調(diào)用接口函數(shù)目標(biāo)代碼，用匯編語言書寫。其主要功效是把：系統(tǒng)調(diào)用號、入口參數(shù)地址傳送給對應(yīng)關(guān)鍵函數(shù)，并使用戶態(tài)下運行應(yīng)用程序陷入關(guān)鍵態(tài)10/2/第11頁Linux系統(tǒng)調(diào)用Linux系統(tǒng)調(diào)用號就是系統(tǒng)調(diào)用入口表中位置序號，全部系統(tǒng)調(diào)用經(jīng)過接口函數(shù)將系統(tǒng)調(diào)用號傳給內(nèi)核，內(nèi)核轉(zhuǎn)入系統(tǒng)調(diào)用控制程序再經(jīng)過調(diào)用號位置來定位關(guān)鍵函數(shù),Linux內(nèi)核陷入由0x80(int80h)中止實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用控制程序主要功效為：取系統(tǒng)調(diào)用號依據(jù)系統(tǒng)調(diào)用號定位關(guān)鍵函數(shù)地址依據(jù)通用存放器內(nèi)容，從用戶棧中取入口參數(shù)關(guān)鍵函數(shù)執(zhí)行,把結(jié)果返回應(yīng)用程序10/2/第12頁Linux系統(tǒng)調(diào)用入口程序entry.s,是用匯編寫，它包含了系統(tǒng)調(diào)用入口地址表，給出了全部系統(tǒng)調(diào)用關(guān)鍵函數(shù)名字：ENTRY(sys-call-table).longSYMBOL-NAME(sys-ni-syscall)0.longSYMBOL-NAME(sys-exit)1.longSYMBOL-NAME(sys-fork)2.longSYMBOL-NAME(sys-read)3.longSYMBOL-NAME(sys-write)4.longSYMBOL-NAME(sys-open)5.longSYMBOL-NAME(sys-close)6．．.longSYMBOL-NAME(sys-vfork)19010/2/第13頁系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序分類文件管理狀態(tài)信息程序設(shè)計語言支持程序裝入和執(zhí)行支持通信其它軟件工具10/2/第14頁命令解釋程序命令解釋程序主要功效是接收和執(zhí)行一條用戶提出對作業(yè)加工處理要求。當(dāng)一個新批作業(yè)被開啟，或新交互型用戶登錄進(jìn)系統(tǒng)時，系統(tǒng)就自動地執(zhí)行命令解釋程序，它負(fù)責(zé)讀入控制卡或命令行，并作出對應(yīng)解釋和執(zhí)行10/2/第15頁命令解釋程序?qū)崿F(xiàn)兩種方式自身不含命令處理代碼：全部命令處理代碼由專門“系統(tǒng)程序”提供，命令解釋程序負(fù)責(zé)把這條命令對應(yīng)命令文件裝入內(nèi)存執(zhí)行自身包含了命令執(zhí)行代碼：命令解釋程序包含一些非經(jīng)常用簡單命令處理代碼10/2/第16頁命令解釋程序處理過程操作系統(tǒng)做完準(zhǔn)備工作后便開啟命令解釋程序，它輸出命令提醒符，等候鍵盤中止到來每當(dāng)用戶打入一條命令(暫存在命令緩沖區(qū))并按回車換行時，申請鍵盤中止CPU響應(yīng)后，將控制權(quán)交給命令解釋程序，接著讀入命令緩沖區(qū)內(nèi)容，分析命令、接收參數(shù)。若為簡單命令馬上轉(zhuǎn)向命令處理代碼執(zhí)行；不然查找命令處理文件，裝入主存，傳遞參數(shù)，將控制權(quán)交給其執(zhí)行