操作系统提供的基本服务

操作系统提供的基本服务操作系统提供的基本服务创建程序执行程序数据I/O信息存取通信服务错误检测和处理此外,还具有另外一些功能:资源分配、统计,保护1/29/2023操作系统提供的用户接口操作系统的服务和功能可以用不同方式提供给用户，最基本的方式有两种：程序接口——系统调用(SystemCall)由操作系统实现的完成某种特定功能的过程；它是程序与操作系统的接口操作接口——系统程序(SystemProgram)操作系统为用户提供的解决使用计算机和计算共性问题的所有服务的集合；它可以看作是操作系统提供给用户的功能级接口1/29/2023系统调用系统调用的分类进程和作业管理文件操作设备操作信息维护通信1/29/2023系统调用的实现陷入处理机制（异常处理机制）：操作系统中为控制和实现系统调用的机制由于系统调用而引起处理器中断的指令称访管指令(Supervisor)，陷入指令(Trap)或异常中断指令(Interrupt)每个系统调用都事先规定了编号，还附带有传递给内部处理程序的参数1/29/2023系统调用的实现要点编写系统调用处理程序设计一张系统调用入口地址表，每个入口地址指向一个系统调用的处理程序，有的系统还包含系统调用自带参数的个数陷入处理机制需开辟现场保护区，以保存发生系统调用时的处理器现场1/29/2023系统调用的处理过程

SystemCall用户程序A0SUB0SUB1SUBiSUBnA1AiAn……系统调用处理子程序取系统功能号找入口地址表相应入口地址结束处理恢复现场入口地址表A0A1…Ai…An保护CPU现场系统调用陷入机构陷入指令1/29/2023系统调用的参数传递访管指令或陷入指令自带参数指令之后的若干单元存放参数，称直接参数指令之后的若干单元存放参数的地址，称间接参数通过通用寄存器传递参数通用寄存器传递参数通用寄存器传递参数地址，在内存的一个块或表中存放参数在内存中开辟专用堆栈区域传递参数1/29/2023传递参数的一种方法操作系统X:参数LOADAddRXSystemCall8X取参数X系统调用8的处理程序寄存器1/29/2023系统调用与过程(函数)调用的区别调用形式：过程(函数)使用一般调用指令，其转向地址是固定不变的，包含在跳转语句中系统调用中不包含处理程序入口，而仅仅提供功能号，按功能号调用被调用代码的位置：过程(函数)调用是一种静态调用，程序和被调代码在同一程序内，经过连接编辑后作为目标代码的一部份；当过程(函数)升级或修改时，必须重新编译连结系统调用是一种动态调用，系统调用的处理代码在调用程序之外(在操作系统中)，系统调用处理代码升级或修改时，与调用程序无关1/29/2023系统调用用与过程程(函数数)调调用的区区别提供方式式：过程(函函数)往往往由由编译系系统提供供，不同同编译系系统提供供的过程程(函数数)可可以不同同系统调用用由操作作系统提提供，一一旦操作作系统设设计好，，系统调调用的功功能、种种类与数数量便固固定不变变了调用的实实现：程序使用用一般机机器指令令转子指指令来调调用过程程(函数数)，，是在用用户态运运行的程序执行行系统调调用，是是通过中中断机构构来实现现，需要要从用户户态转变变到核心心态，在在管理状状态下运运行1/5/2023Linux系系统调用Linux有有170个系系统调用，其其系统调用的的组成：核心函数：运运行在核心态态，是实现系系统调用功能能的(内核)代码，作为为操作系统的的核心驻留在在内存中，是是一种共享代代码，用C语语言书写。它它运行在核心心态，数据也也存放在内核核空间，通常常它不能使用用系统调用，，也不能使用用应用程序可可用的库函数数接口函数：是是提供给应用用程序的API，以库函函数形式存在在Linux的lib.a中,该库库中存放了所所有系统调用用的接口函数数的目标代码码，用汇编语语言书写。其其主要功能是是把：系统调调用号、入口口参数地址传传送给相应的的核心函数，，并使用户态态下运行的应应用程序陷入入核心态1/5/2023Linux系系统调用Linux的的系统调用号号就是系统调调用入口表中中位置的序号号，所有系统统调用通过接接口函数将系系统调用号传传给内核，内内核转入系统统调用控制程程序再通过调调用号位置来来定位核心函函数,Linux内核的的陷入由0x80(int80h)中断实现系统调用控制制程序的主要要功能为：取系统调用号号根据系统调用用号定位核心心函数地址根据通用寄存存器内容，从从用户栈中取取入口参数核心函数执行行,把结果返返回应用程序序1/5/2023Linux系统调用用入口程序序entry.s,是用汇编写写的，它包包含了系统统调用入口口地址表，，给出了所所有系统调调用核心函函数的名字字：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)1901/5/2023系统程序系统程序的的分类文件管理状态信息程序设计语语言支持程序的装入入和执行支支持通信其它软件工工具1/5/2023命令令解解释释程程序序命令令解解释释程程序序的的主主要要功功能能是是接接受受和和执执行行一一条条用用户户提提出出的的对对作作业业的的加加工工处处理理要要求求。。当当一一个个新新的的批批作作业业被被启启动动，，或或新新的的交交互互型型用用户户登登录录进进系系统统时时，，系系统统就就自自动动地地执执行行命命令令解解释释程程序序，，它它负负责责读读入入控控制制卡卡或或命命令令行行，，并并作作出出相相应应解解释释和和执执行行1/5/2023命令令解解释释程程序序实实现现的的两两种种方方式式自身身不不含含命命令令处处理理代代码码：：所所有有的的命命令令处处理理代代码码由由专专门门的的““系系统统程程序序””提提供供，，命命令令解解释释程程序序负负责责把把这这条条命命令令对对应应的的命命令令文文件件装装入入内内存存执执行行自身身包包含含了了命命令令的的执执行行代代码码：：命命令令解解释释程程序序包包含含一一些些非非常常常常用用的的简简单单的的命命令令的的处处理理代代码码1/5/2023命令解解释程程序的的处理理过程程操作系系统做做完准准备工工作后后便启启动命命令解解释程程序，，它输输出命命令提提示符符，等等待键键盘中中断到到来每当用用户打打入一一条命命令(暂存存在命命令缓缓冲区区)并并按回回车换换行时时，申申请键键盘中中断CPU响应应后，，将控控制权权交给给命令令解释释程序序，接接着读读入命命令缓缓冲区区内容容，分分析命命令、、接受受参数数。若若为简简单命命令立立即转转向命命令处处理代代码执执行；；否则则查找找命令令处理理文件件，装装入主主存，，传递递参数数，将将控制制权交交给其其执行行命令处处理结结束后后，再再次输输出命命令提提示符符，等等待下下一条条命令令1/5/2023作业控控制方方式操作系系统提提供了了两个个作业业级的的接口口：联机作作业控控制方方式脱机作作业控控制方方式联机作作业控控制接接口———操操作控控制命命令命令行行方式式批命令令方式式图形化化方式式脱机作作业控控制接接口———作作业控控制语语言1/5/20239、静夜夜四无无邻，，荒居居旧业业贫。。。1月-231月-23Thursday,January5,202310、雨中黄黄叶树，，灯下白白头人。。。18:17:3218:17:3318:171/5/20236:17:33PM11、以我独沈沈久，愧君君相见频。。。1月-2318:17:3318:17Jan-2305-Jan-2312、故故人人江江海海别别，，几几度度隔隔山山川川。。。。18:17:3318:17:3318:17Thursday,January5,202313、乍见翻疑疑梦，相悲悲各问年。。。1月-231月-2318:17:3318:17:33January5,202314、他乡乡生白白发，，旧国国见青青山。。。05一一月月20236:17:33下下午18:17:331月-2315、比不了得得就不比，，得不到的的就不要。。。。一月236:17下下午1月-2318:17January5,202316、行行动动出出成成果果，，工工作作出出财财富富。。。。2023/1/518:17:3318:17:3305January202317、做前前，能能够环环视四四周；；做时时，你你只能能或者者最好好沿着着以脚脚为起起点的的射线线向前前。。。6:17:33下下午6:17下下午午18:17:331月-239、没有失失败，只只有暂时时停止成成功！。。1月-231月-23Thursday,January5,202310、很多事情努努力了未必有有结果，但是是不努力却什什么改变也没没有。。18:17:3318:17:3318:171/5/20236:17:33PM11、成成功功就就是是日日复复一一日日那那一一点点点点小小小小努努力力的的积积累累。。。。1月月-2318:17:3318:17Jan-2305-Jan-2312、世间成成事，不不求其绝绝对圆满满，留一一份不足足，可得得无限完完美。。。18:17:3318:17:3318:17Thursday,January5,202313、不知香积积寺，数里里入云峰。。。1月-231月-2318:17:3318:17:33January5,202314、意志志坚强强的人人能把把世界界放在在手中中像泥泥块一一样任任意揉揉捏。。05一一月月20236:17:33下下午18:17:331月-2315、楚楚塞塞三三湘湘接接，，荆荆门门九九派派通通。。。。。一月月236:17下下午午1月月-2318:17January5,202316、少年十五二二十时，步行行夺得胡马骑骑。。2023/1/518:17:3318:17:3305January202317、空空山山新新雨雨后后，，天天气气晚晚来来秋秋。。。。6:17:33下下午午6:17下下午午18:17:331月月-239、杨柳散和风风，青山澹吾吾虑。。1月-231月-23Thursday,January5,202310、阅读一切切好书如同同和过去最最杰出的人人谈话。18:17:3318:17:3318:171/5/20236:17:33PM11、越是是没有有本领领的就就越加加自命命不凡