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系统调用

2023-02-07 05:09:52 暂无评论 百科资料

由操作系统实现的所有系统调用所构成的集合即程序接口或应用编程接口(App盐象土宜评川通lication Programming Inter威跟face,API)。是应用程序同爱假远专料实系统之间的接口。

  • 中文名 系统调用
  • 作 用 实现提供所有系统调用构成的集合 
  • 运 用 运用于程序开发
  •  简 称 应用程序同系统之间的接口。

简介

  操导沉欢肉生易略总

  操作系统的主要功能是为管理硬件资源和为应用程序开发人员提供以美此色良好的环境来使应用程序具有更好的兼容性,为了达到这个目的,内核提供一系列具备预定功能的多内函数,通过一组称为系统调用(system call)的接口呈现给用户。系统调用把应用程序的请求传给内核,调用相应的的内核函数完成所需的处理,将处理结果返回给应用程序。

  现代的操作系统通常都具有多任务处理的功能,通常靠进程来实现。由于操作系统快速的在每个进程间切换执行,所以一切看起来就会像是同时的。同时这也带来了很多安全问题,例如,一个进程可以轻易的修改进程的内存空间中的数据来使另一个进程异常或达到一些目的,因此操作系统必须保证每一个进程都能安全的执行。这一问题的解决方法是在来自处理器中加入基址寄存器和界限寄存器。这两个寄存器中的内误景前议城效美我问限察容用硬件限制了对储存器的存取指令所访问的储存器的地址。这样就可以在360百科系统切换进程时写入这两个寄存器的内容到该进程被分配的地址范围,从而避免恶意软件。

  为了防止用户程序修改基址寄存器和界限寄存器中的内容初缺行置失条来达到访问其他内存空间的目的,这两个寄存器必须通过一些特殊的指令来访问。通常,处理器设有两种模式的修尽半衣翻把:"用户模式"与"内核模式",通过一个标签位来鉴别当前正处于什么模式。一些诸如修改基址寄存器内容的指令只有在内核模式中可以执行,而处于用户模式的时候硬件会直接跳过这个指令并继续执行下一个。

  同样永去树围火,为了安全问题,一些I/O操作的指令都弦乐代原绿女被限制在只有内核模式可以执行,因此操作系统有必要提供接口来为应用程序提供诸如读取磁盘某位置的数据的接口,这些接口就被称为系统调用。

  当操作眼害系统接收到系统调用请求后,会让处理器进入内核模式,从而执行诸如I/O操作,修改基址寄存器内容等指令,而当处理完系统调用内容后,操作系统会让处理器返回用户模式,来执行用户代香散码。

原理

系统中的程序类型及状态

  操作系统中的状态分为管态(核心态)和目态(用户态)。特权指令:一类只能你增度青格院缩紧在核心态下运行而不能在用户态下运行的特殊指令。不同的操作系统特权指令会有所差异,但是一般来说主要是和硬件相关的一些指令。访管指令:本身是一条特殊的指令,但不是特权指令。(trap指令)。基本功能:"角朝开谓切七句掉音滑自愿进管",能引起访管异常

  用户程序只在用户态下运行,有时需要访问系统核心功能,这时通过系统调用接口使用系统调用。

系统功能调用

  系统功能调用:就原米抓速致什院种太阳面是用户在程序中使用"访管指令"调用由操作系统提供的子功能集合。其中坚经当每一个系统子功能称为一个系统调用命令,也叫广凯是口义指令。

接口

  系统功能调用是操作系统提供给来自程序设计人员的一种服务。程序设计人员在编写程序时,可以利用系统调用来请求操作系统的服务。

  目的:方便用户使用。

​区别

  系统调用本质上是一种过程调用,但它是一种特殊的过程调用,360百科与一般用户程序中的过程调用哪营持周慢院有明显的区别 。

运行状态不同

  运行状态不同。系统调用的调用过程和岁等律作采须头速洲盾被调用过程运行在不同的状态,而普通的过程调包记大屋绍座占注用一般运行在相同的状态。

调用方法不同

  调用方法不同。系统调用必须通过软中断机制首先进入系统核心,然后才能转向相应的命令处理程序。普通过程调用可以直接由调用过程转向被调用过程。

返回问题

  返巴织铁却县某查回问题。在采用抢先式调度的系统中,当系统调用返回时,要重新进行调度分析――是否有更高优先级的任务就绪。普通的过程调用直接返回调用过程继置组略衣还多把续执行。

举例

  Linux操作系统中的系统调用接口

胶林查程控制

  fork 创建一个新进程

  clone 按染煤创指定条件创建子进程

  execve 运行可执行文件

  exit 中止进程

  _exit 立即中止当前进纪争受

  getdtablesize 进程所能打开的最大文件数

  getpgid 获取指定进程组标识号

  setpgid 设置指定进程组标志号

 海附弦重坚核粮虽长激虽 getpgrp 获取当前进程组标识号

  se沙居日并微儿求群tpgrp 设置当前进程组标志

  getpid 获取进程标识号

长督非脚双操充呀力权美  getppid 获取父进程标识号

  getpriority 获取调度优先级

  setprio析县候范整线真否供飞rity 设置调度优先级

  modify_ldt 饭马万读写进程的本地描述表

  nanosleep 使进程睡眠指定的时间

  nice 改变分时进程的优先级

  pause 挂起进程,等待信号

书许攻环营进影翻待  personality 独脸距甚秋定南零奏设置进程运行域

  prctl 对进程进行特定操作

  ptrace 进程跟踪

  sched_get_priority_max 取得静态优先级的上限

  sched_get_p课充riority_min 取得静态优先级的下限

  sched_getparam 取得进程的调度参数

  sched_getscheduler 取得指定进程的调度策略

  sched_rr_get_in第图车蛋金这积terval 取得按RR算法调度的实时进程的时间片长度

  sched_setparam 设置进程的调度参数

  sched_setscheduler 设置指定进程的调度策略和参数

  sched_yield 进程主动让出处理器,并将自己等候调度队列队尾

  vfork 创建一个子进程,以供执行新程序,常与execve等同时使用

  wait 等待子进程终止

  wait3 参见wait

  waitpid 等待指定子进程终止

  wait4 参见waitpid

  capget 获取进程权限

  capset 设置进程权限

  getsid 获取会晤标识号

  setsid 设置会晤标识号

文件读写操作

  fcntl 文件控制

  open 打开文件

  creat 创建新文件

  close 关闭文件描述字

  read 读文件

  write 写文件

  readv 从文件读入数据到缓冲数组中

  writev 将缓冲数组里的数据写入文件

  pread 对文件随机读

  pwrite 对文件随机写

  lseek 移动文件指针

  _llseek 在64位地址空间里移动文件指针

  dup 复制已打开的文件描述字

  dup2 按指定条件复制文件描述字

  flock 文件加/解锁

  poll I/O多路转换

  truncate 截断文件

  ftruncate 参见truncate

  umask 设置文件权限掩码

  fsync 把文件在内存中的部分写回磁盘

文件系统操作

  access 确定文件的可存取性

  chdir 改变当前工作目录

  fchdir 参见chdir

  chmod 改变文件方式

  fchmod 参见chmod

  chown 改变文件的属主或用户组

  fchown 参见chown

  lchown 参见chown

  chroot 改变根目录

  stat 取文件状态信息

  lstat 参见stat

  fstat 参见stat

  statfs 取文件系统信息

  fstatfs 参见statfs

  readdir 读取目录项

  getdents 读取目录项

  mkdir 创建目录

  mknod 创建索引节点

  rmdir 删除目录

  rename 文件改名

  link 创建链接

  symlink 创建符号链接

  unlink 删除链接

  readlink 读符号链接的值

  mount 安装文件系统

  umount 卸下文件系统

  ustat 取文件系统信息

  utime 改变文件的访问修改时间

  utimes 参见utime

  quotactl 控制磁盘配额

系统控制

  ioctl I/O总控制函数

  _sysctl 读/写系统参数

  acct 启用或禁止进程记账

  getrlimit 获取系统资源上限

  setrlimit 设置系统资源上限

  getrusage 获取系统资源使用情况

  uselib 选择要使用的二进制函数库

  ioperm 设置端口I/O权限

  iopl 改变进程I/O权限级别

  outb 低级端口操作

  reboot 重新启动

  swapon 打开交换文件和设备

  swapoff 关闭交换文件和设备

  bdflush 控制bdflush守护进程

  sysfs 取核心支持的文件系统类型

  sysinfo 取得系统信息

  adjtimex 调整系统时钟

  alarm 设置进程的闹钟

  getitimer 获取计时器值

  setitimer 设置计时器值

  gettimeofday 取时间和时区

  settimeofday 设置时间和时区

  stime 设置系统日期和时间

  time 取得系统时间

  times 取进程运行时间

  uname 获取当前UNIX系统的名称、版本和主机等信息

  vhangup 挂起当前终端

  nfsservctl 对NFS守护进程进行控制

  vm86 进入模拟8086模式

  create_module 创建可装载的模块项

  delete_module 删除可装载的模块项

  init_module 初始化模块

  query_module 查询模块信息

  *get_kernel_syms 取得核心符号,已被query_module代替

内存管理

  brk 改变数据段空间的分配

  sbrk 参见brk

  mlock 内存页面加锁

  munlock 内存页面解锁

  mlockall 调用进程所有内存页面加锁

  munlockall 调用进程所有内存页面解锁

  mmap 映射虚拟内存页

  munmap 去除内存页映射

  mremap 重新映射虚拟内存地址

  msync 将映射内存中的数据写回磁盘

  mprotect 设置内存映像保护

  getpagesize 获取页面大小

  sync 将内存缓冲区数据写回硬盘

  cacheflush 将指定缓冲区中的内容写回磁盘

网络

  getdomainname 取域名

  setdomainname 设置域名

  gethostid 获取主机标识号

  sethostid 设置主机标识号

  gethostname 获取本主机名称

  sethostname 设置主机名称

Socket 套接字

  socketcall socket系统调用

  socket 建立socket

  bind 绑定socket到端口

  connect 连接远程主机

  accept 响应socket连接请求

  send 通过socket发送信息

  sendto 发送UDP信息

  sendmsg 参见send

  recv 通过socket接收信息

  recvfrom 接收UDP信息

  recvmsg 参见recv

  listen 监听socket端口

  select 对多路同步I/O进行轮询

  shutdown 关闭socket上的连接

  getsockname 取得本地socket名字

  getpeername 获取通信对方的socket名字

  getsockopt 取端口设置

  setsockopt 设置端口参数

  sendfile 在文件或端口间传输数据

  socketpair 创建一对已联接的无名socket

用户管理

  getuid 获取用户标识号

  setuid 设置用户标志号

  getgid 获取组标识号

  setgid 设置组标志号

  getegid 获取有效组标识号

  setegid 设置有效组标识号

  geteuid 获取有效用户标识号

  seteuid 设置有效用户标识号

  setregid 分别设置真实和有效的的组标识号

  setreuid 分别设置真实和有效的用户标识号

  getresgid 分别获取真实的,有效的和保存过的组标识号

  setresgid 分别设置真实的,有效的和保存过的组标识号

  getresuid 分别获取真实的,有效的和保存过的用户标识号

  setresuid 分别设置真实的,有效的和保存过的用户标识号

  setfsgid 设置文件系统检查时使用的组标识号

  setfsuid 设置文件系统检查时使用的用户标识号

  getgroups 获取后补组标志清单

  setgroups 设置后补组标志清单

进程间通信

  ipc 进程间通信总控制调用

sigaction 设置对指定信号的处理方法

  sigprocmask 根据参数对信号集中的信号执行阻塞/解除阻塞等操作

  sigpending 为指定的被阻塞信号设置队列

  sigsuspend 挂起进程等待特定信号

  signal 参见signal

  kill 向进程或进程组发信号

  *sigblock 向被阻塞信号掩码中添加信号,已被sigprocmask代替

  *siggetmask 取得现有阻塞信号掩码,已被sigprocmask代替

  *sigsetmask 用给定信号掩码替换现有阻塞信号掩码,已被sigprocmask代替

  *sigmask 将给定的信号转化为掩码,已被sigprocmask代替

  *sigpause 作用同sigsuspend,已被sigsuspend代替

  sigvec 为兼容BSD而设的信号处理函数,作用类似sigaction

  ssetmask ANSI C的信号处理函数,作用类似sigaction

消息

  msgctl 消息控制操作

  msgget 获取消息队列

  msgsnd 发消息

  msgrcv 取消息

管道

  pipe 创建管道

信号量

  semctl 信号量控制

  semget 获取一组信号量

  semop 信号量操作

共享内存

  shmctl 控制共享内存

  shmget 获取共享内存

  shmat 连接共享内存

  shmdt 拆卸共享内存

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