第3章 用戶(hù)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(dòng)態(tài)裝入的系統(tǒng)庫(kù)編譯時(shí)間編譯時(shí)間連接裝配時(shí)間連接裝配時(shí)間動(dòng)態(tài)鏈接加載運(yùn)行時(shí)間運(yùn)行時(shí)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(hù)通過(guò)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(yǔ)言 鍵盤(pán)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(hù)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(hù)界面提供什么樣的用戶(hù)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(chǔ)器存儲(chǔ)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(fǎng)管指令、訪(fǎng)管中斷訪(fǎng)管指令、訪(fǎng)管中斷 顯示一個(gè)顯示一個(gè)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(fǎng)管指令訪(fǎng)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(fǎng)管指令的操作碼記憶符，表示機(jī)器訪(fǎng)管指令的操作碼記憶符，n為地址碼為

3、地址碼 (功能號(hào)功能號(hào))系統(tǒng)功能調(diào)用示意圖26 訪(fǎng)管中斷訪(fǎng)管中斷 當(dāng)處理機(jī)執(zhí)行到訪(fǎng)管指令時(shí)發(fā)生中斷，該中斷稱(chēng)為訪(fǎng)管中當(dāng)處理機(jī)執(zhí)行到訪(fǎng)管指令時(shí)發(fā)生中斷，該中斷稱(chēng)為訪(fǎng)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(gè)功能對(duì)應(yīng)訪(fǎng)管 指令的一個(gè)功能號(hào)。例如： svc 0 顯示一個(gè)字符顯示一個(gè)字符 svc 1 打印一個(gè)字符串打印一個(gè)字符串 系統(tǒng)功能調(diào)用是用戶(hù)在程序一級(jí)請(qǐng)求操作系統(tǒng)服務(wù)的一種系統(tǒng)功能調(diào)用是用戶(hù)在程序一級(jí)請(qǐng)求操作系統(tǒng)服務(wù)的一種手段，它是帶有一定功能號(hào)的手段，它是帶有一定功能號(hào)的“訪(fǎng)管指令訪(fǎng)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(chǎng)；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)；取取 i 值；值；按按i 值轉(zhuǎn)移；值轉(zhuǎn)移； 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)；訪(fǎng)管中斷訪(fǎng)管中斷處理程序處理程序 svc i 用戶(hù)程序用戶(hù)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(guò)程編寫(xiě)各服務(wù)功能的例行子程序訪(fǎng)管中斷處理程序：保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)、調(diào)用例行子程序、恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)造例行子程序的入口地址表功能號(hào)與例行服務(wù)子程序一一對(duì)應(yīng)。用戶(hù)程序中安排訪(fǎng)管指令由陷入

5、指令自帶參數(shù)：陷入指令的長(zhǎng)度有限，且還要攜帶系統(tǒng)調(diào)用功能號(hào)，只能自帶有限的參數(shù)通過(guò)有關(guān)通用寄存器來(lái)傳遞參數(shù)：這些寄存器應(yīng)是系統(tǒng)程序和用戶(hù)程序都能訪(fǎng)問(wèn)的，由于寄存器個(gè)數(shù)限制，無(wú)法傳遞較多的參數(shù)在內(nèi)存中開(kāi)辟專(zhuān)用堆棧區(qū)來(lái)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(guò)程調(diào)用：調(diào)用前后狀態(tài)相同，用戶(hù)態(tài)或核態(tài)系統(tǒng)調(diào)用：INT指令，用戶(hù)態(tài)核態(tài)返回問(wèn)題過(guò)程調(diào)用：正常返回調(diào)用

6、過(guò)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(kù)函數(shù)由軟件開(kāi)發(fā)商提供，由編譯工具鏈入用戶(hù)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(hù)態(tài)核心態(tài)庫(kù)函數(shù)的執(zhí)行不會(huì)引起CPU狀態(tài)的變化：用戶(hù)態(tài)303132 abc(); abc(); syscall; system_call: sys_abc SYSEXITsysabc() 用戶(hù)態(tài)用戶(hù)態(tài)核心態(tài)核心態(tài)用戶(hù)程序系統(tǒng)調(diào)用 在libc標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)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(guò)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(hù)程序用戶(hù)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(kù)庫(kù)內(nèi)核例程內(nèi)核例程getuid系統(tǒng)調(diào)用過(guò)程3435進(jìn)入函