5 系统调用.ppt

1、4 系统调用,沈峰,为什么采用系统调用?,有时用户程序需要与系统进行交互，如需要存取其它内存空间或执行其它特权操作等。 例如，如果用户程序想写屏幕，它就需要存取显示存储器，而显示存储器是位于用户进程的存储空间之外的； 如果用户程序想执行特权操作，如I/O指令(I/O指令需要OS内核来执行，用户程序是无权操作的)。,系统调用是什么?,操作系统因此提供了一系列的系统调用，这些调用是一些用于实现用户程序需求的例程。但是，这些例程是运行在受保护的内存中的，因此需要OS提供特殊的机制来使用它们。,GeekOS中的系统调用,INT90 在应用程序端把参数放置到寄存器中 在内核端重新获取应用程序端传递进来的

2、参数 调用对应的函数： Sys_xxx 返回结果或错误代码 使用 g_CurrentThread 获取当前运行的进程,GeekOS中的系统调用,在GeekOS中为了使用系统调用，用户程序需要使用int指令发送一个处理器中断。GeekOS提供了一个中断号0X90的中断处理者(参见trap.c line41)，这个中断处理者例程就是Syscall_Handler trap.c 中static void Syscall_Handler(struct Interrupt_State* state),Trap.c,System call handler. Syscall_Handler uint_t s

3、yscallNum = state-eax; state-eax = g_syscallTablesyscallNum(state); Initialize handlers for processor traps. void Init_Traps(void) Install_Interrupt_Handler(0X90, ,Syscall_Handler(struct Interrupt_State* state),此函数检查寄存器eax中的当前值，然后调用适当的系统例程来响应系统调用请求.eax中的值称为系统调用号。 接受系统请求的例程接收到了调用者传递过来的保存在结构体Interrupt

4、_State中的调用者的上下文，因此通用寄存器(ebx,ecx,edx)可用于用户程序与中断处理者例程之间相互传递数据。,系统调用的例程,所有系统调用的例程都定义在 src/geekos/syscall.c中: Sys_Null, Sys_Exit, 等. 通常系统调用的例程都执行如下工作： (1)抽取用户程序传递过来的所有参数。这些参数保存在寄存器中，并由用户程序的上下文传递给系统调用例程。这些参数可以通过如下方式获得：state-ebx, state-ecx等。 (2)实现特定系统调用的逻辑功能 (3) 返回结果或适当的错误代码,在从系统调用例程返回之前，必须使用恢复用户进程上下文使得用户

5、程序能够继续从它离开处继续执行。指向用户程序上下文(保存在内核堆栈中)的指针实际上就是传递给Syscall_Handler的参数。 Syscall_Handler(struct Interrupt_State* state),从用户线程引发系统调用的流程：,在Src/user/shell.c 输入用户程序名称时的调用流程： Spawn_Single_Command() process.c中的函数Spawn_With_Path Process.c中的Spawn_Program，而Spawn_Program是通过Syscall.h中的宏DEF_SYSCALL定义的。 在Shell中输入shell命

6、令时的调用流程 如输入pid时：Get_PID- Process.c中Get_PID也是通过DEF_SYSCALL定义的。,Process.c,/* System call wrappers */ DEF_SYSCALL(Exit, SYS_EXIT,int,(int exitCode), int arg0 = exitCode;, SYSCALL_REGS_1) DEF_SYSCALL(Get_PID,SYS_GETPID,int,(void),SYSCALL_REGS_0),Syscall.h 系统调用功能号,enum SYS_NULL, /* Null (no-op) system ca

7、ll */ SYS_EXIT, /* Exit system call */ SYS_PRINTSTRING, /* Print string system call */ SYS_GETKEY, /* Get key system call */ SYS_SETATTR, /* Set screen attribute system call */ SYS_GETCURSOR, /* Get current cursor position */ SYS_PUTCURSOR, /* Put current cursor position */ SYS_SPAWN, /* Spawn proce

8、ss system call */ SYS_WAIT, SYS_GETPID, /* Get pid (process id) system call */ SYS_KILL, /* Kill a process */ SYS_PS, ;,Syscall.c的主要功能,system call handler functions 各类系统调用函数的具体实现代码。 Global table of system call handler functions 各类系统调用函数名称组成的一个全局数组。 Number of system calls implemented. 已经实现了的系统调用个数。,各

9、类系统调用函数名称组成的一个全局数组,const Syscall g_syscallTable = Sys_Null, Sys_Exit, Sys_PrintString, Sys_GetKey, Sys_SetAttr, Sys_GetCursor, Sys_PutCursor, Sys_Spawn, Sys_Wait, Sys_GetPID, Sys_Kill, Sys_PS, ;,添加新的系统调用命令需要修改如下文件,SrcuserShell.c (如果增加shell命令，需要修改此文件）。 IncludelibsProcess.h ,srclibc process.c includeGeekosSyscall.h ,srcGeekos Syscall.c,SrcGeekosSys_GetPID函数的功能,返回当前正在运行进程的 PID,用户应用程序的编写,应用程序保存在srcuser目录下。 编写应用程序之后，在Makefile文件第112行添加上自己的应用程序文件名 示例： src/user/hello.c #include #include #include int main( int argc , char * argv ) Print (Hello wor