操作系統(tǒng)提供的基本服務(wù)

操作系統(tǒng)提供的基本服務(wù)操作系統(tǒng)提供的基本服務(wù)操作系統(tǒng)提供的基本服務(wù)創(chuàng)建程序執(zhí)行程序數(shù)據(jù)I/O信息存取錯(cuò)誤檢測(cè)和處理此外,還具有另外一些功能:資源分配、統(tǒng)計(jì),保護(hù)1/9/2025操作系統(tǒng)提供的用戶接口操作系統(tǒng)的服務(wù)和功能可以用不同方式提供給用戶，最基本的方式有兩種：程序接口——系統(tǒng)調(diào)用(SystemCall)由操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的完成某種特定功能的過(guò)程；它是程序與操作系統(tǒng)的接口操作接口——系統(tǒng)程序(SystemProgram)操作系統(tǒng)為用戶提供的解決使用計(jì)算機(jī)和計(jì)算共性問(wèn)題的所有服務(wù)的集合；它可以看作是操作系統(tǒng)提供給用戶的功能級(jí)接口1/9/2025系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用的分類進(jìn)程和作業(yè)管理文件操作設(shè)備操作信息維護(hù)通信1/9/2025系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)陷入處理機(jī)制（異常處理機(jī)制）：操作系統(tǒng)中為控制和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用的機(jī)制由于系統(tǒng)調(diào)用而引起處理器中斷的指令稱訪管指令(Supervisor)，陷入指令(Trap)或異常中斷指令(Interrupt)每個(gè)系統(tǒng)調(diào)用都事先規(guī)定了編號(hào)，還附帶有傳遞給內(nèi)部處理程序的參數(shù)1/9/2025系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)編寫系統(tǒng)調(diào)用處理程序設(shè)計(jì)一張系統(tǒng)調(diào)用入口地址表，每個(gè)入口地址指向一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用的處理程序，有的系統(tǒng)還包含系統(tǒng)調(diào)用自帶參數(shù)的個(gè)數(shù)陷入處理機(jī)制需開(kāi)辟現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)區(qū)，以保存發(fā)生系統(tǒng)調(diào)用時(shí)的處理器現(xiàn)場(chǎng)1/9/2025系統(tǒng)調(diào)用的處理過(guò)程

SystemCall用戶程序A0SUB0SUB1SUBiSUBnA1AiAn……系統(tǒng)調(diào)用處理子程序取系統(tǒng)功能號(hào)找入口地址表相應(yīng)入口地址結(jié)束處理恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)入口地址表A0A1…Ai…An保護(hù)CPU現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)調(diào)用陷入機(jī)構(gòu)陷入指令1/9/2025系統(tǒng)調(diào)用的參數(shù)傳遞訪管指令或陷入指令自帶參數(shù)指令之后的若干單元存放參數(shù)，稱直接參數(shù)指令之后的若干單元存放參數(shù)的地址，稱間接參數(shù)通過(guò)通用寄存器傳遞參數(shù)通用寄存器傳遞參數(shù)通用寄存器傳遞參數(shù)地址，在內(nèi)存的一個(gè)塊或表中存放參數(shù)在內(nèi)存中開(kāi)辟專用堆棧區(qū)域傳遞參數(shù)1/9/2025傳遞參數(shù)的一種方法操作系統(tǒng)X:參數(shù)LOADAddRXSystemCall8X取參數(shù)X系統(tǒng)調(diào)用8的處理程序寄存器1/9/2025系統(tǒng)調(diào)用與過(guò)程(函數(shù))調(diào)用的區(qū)別調(diào)用形式：過(guò)程(函數(shù))使用一般調(diào)用指令，其轉(zhuǎn)向地址是固定不變的，包含在跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句中系統(tǒng)調(diào)用中不包含處理程序入口，而僅僅提供功能號(hào)，按功能號(hào)調(diào)用被調(diào)用代碼的位置：過(guò)程(函數(shù))調(diào)用是一種靜態(tài)調(diào)用，程序和被調(diào)代碼在同一程序內(nèi)，經(jīng)過(guò)連接編輯后作為目標(biāo)代碼的一部份；當(dāng)過(guò)程(函數(shù))升級(jí)或修改時(shí)，必須重新編譯連結(jié)系統(tǒng)調(diào)用是一種動(dòng)態(tài)調(diào)用，系統(tǒng)調(diào)用的處理代碼在調(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(jí)或修改時(shí)，與調(diào)用程序無(wú)關(guān)1/9/2025系統(tǒng)調(diào)用與過(guò)程(函數(shù))調(diào)用的區(qū)別提供方式：過(guò)程(函數(shù))往往由編譯系統(tǒng)提供，不同編譯系統(tǒng)提供的過(guò)程(函數(shù))可以不同系統(tǒng)調(diào)用由操作系統(tǒng)提供，一旦操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)好，系統(tǒng)調(diào)用的功能、種類與數(shù)量便固定不變了調(diào)用的實(shí)現(xiàn)：程序使用一般機(jī)器指令轉(zhuǎn)子指令來(lái)調(diào)用過(guò)程(函數(shù))，是在用戶態(tài)運(yùn)行的程序執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用，是通過(guò)中斷機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，需要從用戶態(tài)轉(zhuǎn)變到核心態(tài)，在管理狀態(tài)下運(yùn)行1/9/2025Linux系統(tǒng)調(diào)用Linux有170個(gè)系統(tǒng)調(diào)用，其系統(tǒng)調(diào)用的組成：核心函數(shù)：運(yùn)行在核心態(tài)，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用功能的(內(nèi)核)代碼，作為操作系統(tǒng)的核心駐留在內(nèi)存中，是一種共享代碼，用C語(yǔ)言書寫。它運(yùn)行在核心態(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)用程序可用的庫(kù)函數(shù)接口函數(shù)：是提供給應(yīng)用程序的API，以庫(kù)函數(shù)形式存在Linux的lib.a中,該庫(kù)中存放了所有系統(tǒng)調(diào)用的接口函數(shù)的目標(biāo)代碼，用匯編語(yǔ)言書寫。其主要功能是把：系統(tǒng)調(diào)用號(hào)、入口參數(shù)地址傳送給相應(yīng)的核心函數(shù)，并使用戶態(tài)下運(yùn)行的應(yīng)用程序陷入核心態(tài)1/9/2025Linux系統(tǒng)調(diào)用Linux的系統(tǒng)調(diào)用號(hào)就是系統(tǒng)調(diào)用入口表中位置的序號(hào)，所有系統(tǒng)調(diào)用通過(guò)接口函數(shù)將系統(tǒng)調(diào)用號(hào)傳給內(nèi)核，內(nèi)核轉(zhuǎn)入系統(tǒng)調(diào)用控制程序再通過(guò)調(diào)用號(hào)位置來(lái)定位核心函數(shù),Linux內(nèi)核的陷入由0x80(int80h)中斷實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用控制程序的主要功能為：取系統(tǒng)調(diào)用號(hào)根據(jù)系統(tǒng)調(diào)用號(hào)定位核心函數(shù)地址根據(jù)通用寄存器內(nèi)容，從用戶棧中取入口參數(shù)核心函數(shù)執(zhí)行,把結(jié)果返回應(yīng)用程序1/9/2025Linux系統(tǒng)調(diào)用入口程序entry.s,是用匯編寫的，它包含了系統(tǒng)調(diào)用入口地址表，給出了所有系統(tǒng)調(diào)用核心函數(shù)的名字：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)1901/9/2025系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序的分類文件管理狀態(tài)信息程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言支持程序的裝入和執(zhí)行支持通信其它軟件工具1/9/2025命令解釋程序命令解釋程序的主要功能是接受和執(zhí)行一條用戶提出的對(duì)作業(yè)的加工處理要求。當(dāng)一個(gè)新的批作業(yè)被啟動(dòng)，或新的交互型用戶登錄進(jìn)系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)就自動(dòng)地執(zhí)行命令解釋程序，它負(fù)責(zé)讀入控制卡或命令行，并作出相應(yīng)解釋和執(zhí)行1/9/2025命令解釋程序?qū)崿F(xiàn)的兩種方式自身不含命令處理代碼：所有的命令處理代碼由專門的“系統(tǒng)程序”提供，命令解釋程序負(fù)責(zé)把這條命令對(duì)應(yīng)的命令文件裝入內(nèi)存執(zhí)行自身包含了命令的執(zhí)行代碼：命令解釋程序包含一些非常常用的簡(jiǎn)單的命令的處理代碼1/9/2025命令解釋程序的處理過(guò)程操作系統(tǒng)做完準(zhǔn)備工作后便啟動(dòng)命令解釋程序，它輸出命令提示符，等待鍵盤中斷到來(lái)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(shí)，申請(qǐng)鍵盤中斷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、接受參數(shù)。若為簡(jiǎn)單命令立即轉(zhuǎn)向命令處理代碼執(zhí)行；否則查找命令處理文件，裝入主存，傳遞參數(shù)，將控制