第3章 用戶接口

1、12345678910111213141516編譯器或匯編器目標(biāo)模塊源程序其他目標(biāo)模塊主存中運(yùn)行動態(tài)裝入的系統(tǒng)庫編譯時間編譯時間連接裝配時間連接裝配時間動態(tài)鏈接加載運(yùn)行時間運(yùn)行時間連接裝配程序主存映像文件應(yīng)用程序處理步驟示意圖應(yīng)用程序處理步驟應(yīng)用程序處理步驟17181920 操操 作作 系系 統(tǒng)統(tǒng)用戶通過操作系統(tǒng)使用計(jì)算機(jī)示意圖21 操作命令：操作命令： 作業(yè)控制語言 鍵盤命令 圖形界面 操操 作作 系系 統(tǒng)統(tǒng)系統(tǒng)功能調(diào)用系統(tǒng)功能調(diào)用操作系統(tǒng)提供的用戶接口示意圖22實(shí)際操作系統(tǒng)實(shí)際操作系統(tǒng): MS-DOS Windows Linux (UNIX)提供什么樣的用戶界面提供什么樣的用戶界面?232

2、4 操作系統(tǒng)提供實(shí)現(xiàn)各種功能的例行子程序。操作系統(tǒng)提供實(shí)現(xiàn)各種功能的例行子程序。應(yīng)應(yīng)用用程程序序 i 系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用 中中 央央處理機(jī)處理機(jī)存儲器存儲器外外 部部設(shè)設(shè) 備備應(yīng)應(yīng) 用用程程 序序計(jì)算機(jī)系統(tǒng)部件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)部件系統(tǒng)功能調(diào)用示意圖25 采用統(tǒng)一進(jìn)管方式采用統(tǒng)一進(jìn)管方式 系統(tǒng)提供系統(tǒng)提供 訪管指令、訪管中斷訪管指令、訪管中斷 顯示一個顯示一個字符串字符串讀文件讀文件 應(yīng)用程序應(yīng)用程序 j read( ); 操作系統(tǒng)統(tǒng)功能模塊操作系統(tǒng)統(tǒng)功能模塊 訪管指令訪管指令 (自愿進(jìn)管指令自愿進(jìn)管指令) svc n svc 表示機(jī)器訪管指令的操作碼記憶符，表示機(jī)器訪管指令的操作碼記憶符，n為地址碼為

3、地址碼 (功能號功能號)系統(tǒng)功能調(diào)用示意圖26 訪管中斷訪管中斷 當(dāng)處理機(jī)執(zhí)行到訪管指令時發(fā)生中斷，該中斷稱為訪管中當(dāng)處理機(jī)執(zhí)行到訪管指令時發(fā)生中斷，該中斷稱為訪管中 斷，它表示正在運(yùn)行的程序?qū)Σ僮飨到y(tǒng)的某種需求。斷，它表示正在運(yùn)行的程序?qū)Σ僮飨到y(tǒng)的某種需求。 操作系統(tǒng)提供實(shí)現(xiàn)各種功能的例行子程序，其中的每一個功能對應(yīng)訪管 指令的一個功能號。例如： svc 0 顯示一個字符顯示一個字符 svc 1 打印一個字符串打印一個字符串 系統(tǒng)功能調(diào)用是用戶在程序一級請求操作系統(tǒng)服務(wù)的一種系統(tǒng)功能調(diào)用是用戶在程序一級請求操作系統(tǒng)服務(wù)的一種手段，它是帶有一定功能號的手段，它是帶有一定功能號的“訪管指令訪管指

4、令”。其功能是由操。其功能是由操作系統(tǒng)中的程序完成的，即由軟件方法實(shí)現(xiàn)的。作系統(tǒng)中的程序完成的，即由軟件方法實(shí)現(xiàn)的。27 a1a0ai例行子程序例行子程序入口地址表入口地址表A+0A+1A+i保護(hù)現(xiàn)場；保護(hù)現(xiàn)場；取取 i 值；值；按按i 值轉(zhuǎn)移；值轉(zhuǎn)移； 恢復(fù)現(xiàn)場；恢復(fù)現(xiàn)場；訪管中斷訪管中斷處理程序處理程序 svc i 用戶程序用戶程序+ASub mam例行子程序例行子程序Sub 0Sub 1Sub ia0a1ai系統(tǒng)調(diào)用的執(zhí)行過程編寫各服務(wù)功能的例行子程序訪管中斷處理程序：保護(hù)現(xiàn)場、調(diào)用例行子程序、恢復(fù)現(xiàn)場構(gòu)造例行子程序的入口地址表功能號與例行服務(wù)子程序一一對應(yīng)。用戶程序中安排訪管指令由陷入

5、指令自帶參數(shù)：陷入指令的長度有限，且還要攜帶系統(tǒng)調(diào)用功能號，只能自帶有限的參數(shù)通過有關(guān)通用寄存器來傳遞參數(shù)：這些寄存器應(yīng)是系統(tǒng)程序和用戶程序都能訪問的，由于寄存器個數(shù)限制，無法傳遞較多的參數(shù)在內(nèi)存中開辟專用堆棧區(qū)來傳遞參數(shù)28系統(tǒng)調(diào)用方式（系統(tǒng)調(diào)用方式（INT）與程序中一般的調(diào)用方式的相同點(diǎn)）與程序中一般的調(diào)用方式的相同點(diǎn)改變指令流程重復(fù)執(zhí)行和公用改變指令流程后需要返回原處 系統(tǒng)調(diào)用方式（系統(tǒng)調(diào)用方式（INT）與程序中一般的調(diào)用方式的）與程序中一般的調(diào)用方式的不不同點(diǎn)同點(diǎn) 運(yùn)行在不同的系統(tǒng)狀態(tài)過程調(diào)用：調(diào)用前后狀態(tài)相同，用戶態(tài)或核態(tài)系統(tǒng)調(diào)用：INT指令，用戶態(tài)核態(tài)返回問題過程調(diào)用：正常返回調(diào)用

6、過程系統(tǒng)調(diào)用：可能引起進(jìn)程調(diào)度系統(tǒng)調(diào)用命令中，同一程序中不包含被調(diào)用代碼：好處？系統(tǒng)調(diào)用涉及到PSW：狀態(tài)管理、標(biāo)志寄存器29系統(tǒng)調(diào)用代碼屬于OS，庫函數(shù)由軟件開發(fā)商提供，由編譯工具鏈入用戶程序。系統(tǒng)調(diào)用代碼的執(zhí)行引起CPU狀態(tài)的變化：用戶態(tài)核心態(tài)庫函數(shù)的執(zhí)行不會引起CPU狀態(tài)的變化：用戶態(tài)303132 abc(); abc(); syscall; system_call: sys_abc SYSEXITsysabc() 用戶態(tài)用戶態(tài)核心態(tài)核心態(tài)用戶程序系統(tǒng)調(diào)用 在libc標(biāo)準(zhǔn)庫中的封裝例程系統(tǒng)調(diào)用處理程序系統(tǒng)調(diào)用服務(wù)例程Linux系統(tǒng)調(diào)用過程33int main() getuid(); int getuid(void) long_res; int $0 x80; ENTRY(system_call) pushl % esx SAVE_ALL GET_CURRENT(%ebx) call sys_getuid16 RESTORE_ALLasmlinkage longsys_getuid16(void) return high2lowuid (current_uid);用戶程序用戶程序系統(tǒng)調(diào)用處理程序系統(tǒng)調(diào)用處理程序標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)C庫庫內(nèi)核例程內(nèi)核例程getuid系統(tǒng)調(diào)用過程3435進(jìn)入函