操作系统运行环境——系统调用PPT
操作系统运行环境中的系统调用是应用程序与操作系统内核进行交互的接口。通过系统调用，应用程序可以请求内核提供服务，例如访问文件、控制进程、分配内存等。下面将...
操作系统运行环境中的系统调用是应用程序与操作系统内核进行交互的接口。通过系统调用，应用程序可以请求内核提供服务，例如访问文件、控制进程、分配内存等。下面将详细介绍系统调用的概念、功能和分类。系统调用的概念系统调用提供了一种方式，使应用程序可以使用操作系统提供的功能。它是在应用程序和操作系统内核之间进行交互的接口。通过系统调用，应用程序可以请求内核执行特定的操作，以完成应用程序无法自行完成的任务。系统调用通常在应用程序中通过库函数或系统调用来使用。库函数是在用户空间中实现的，而系统调用是在内核空间中执行的。当应用程序调用库函数时，库函数会将请求传递给内核，通过系统调用执行相应的操作。系统调用在应用程序和内核之间传递参数，并返回执行结果。这些参数和返回值通常通过寄存器或系统调用号来传递。不同的系统调用可能需要不同的参数和返回值。系统调用的功能系统调用提供了许多功能，以下是其中一些常见的功能：进程管理系统调用可以创建、终止、暂停和恢复进程。例如，fork()、exec()、wait()、kill()等系统调用实现了进程的创建、执行、等待和终止内存管理系统调用可以分配和释放内存，以及在进程之间共享内存。例如，brk()、sbrk()、malloc()、free()等系统调用可以用于动态内存分配和释放文件管理系统调用可以打开、读取、写入和关闭文件。例如，open()、read()、write()、close()等系统调用可以实现文件的读写操作进程间通信系统调用可以实现进程之间的通信，包括管道、命名管道、信号量、共享内存等。例如，pipe()、fork()、read()、write()等系统调用可以用于管道通信网络通信系统调用可以实现网络通信，包括创建、连接、读取和写入套接字。例如，socket()、bind()、listen()、accept()等系统调用可以用于创建套接字并进行网络通信设备驱动系统调用可以与硬件设备进行交互，例如打开、读取、写入和关闭设备文件。例如，open()、read()、write()、close()等系统调用可以用于与设备驱动程序进行交互权限管理系统调用可以实现用户身份验证、授权和访问控制等功能。例如，getuid()、setuid()、getgid()、setgid()等系统调用可以用于管理用户身份和权限系统调用的分类根据不同的标准，可以将系统调用分为不同的类别。以下是常见的几种分类方式：按照功能划分根据系统调用的功能，可以将其分为进程管理、内存管理、文件管理、进程间通信、网络通信、设备驱动和权限管理等类别按照使用方式划分根据系统调用的使用方式，可以将其分为阻塞式和非阻塞式两种类型。阻塞式系统调用会阻塞当前进程直到返回结果，而非阻塞式系统调用则不会阻塞当前进程按照实现方式划分根据系统调用的实现方式，可以将其分为原语系统和封装式系统调用两种类型。原语系统调用是操作系统直接提供的基本功能，而封装式系统调用则是将多个原语系统调用封装成一个更高级别的函数按照访问方式划分根据系统调用的访问方式，可以将其分为系统级调用和库级调用两种类型。系统级调用直接通过操作系统提供的系统调用来访问内核服务，而库级调用则是通过库函数间接访问系统调用按照安全级别划分根据系统调用的安全级别，可以将其分为安全系统和不安全系统调用两种类型。安全系统调用提供了更严格的安全保障措施，例如身份验证和权限控制，而不安全系统调用则没有这些保障措施系统调用的实现不同的操作系统实现方式略有不同，但大多数操作系统都采用以下步骤来实现系统调用：用户态切换到内核态当应用程序调用系统调用时，首先会将控制权从用户态切换到内核态。切换的方式通常是通过中断或异常来实现参数传递切换到内核态后，系统会将参数从用户空间复制到内核空间，以便内核可以使用这些参数来执行相应的操作查找系统调用表在内核中查找相应的系统调用函数并执行相应的操作执行操作执行完相应的操作后，将结果从内核态复制回用户态，并将控制权返回给应用程序**返回用户
