《操作系统》课件第2章 操作系统运行机制.pptVIP

写文件 n=write(fd,buffer,nbyte) 移动文件指针 pos=lseek(fd,offset,…) 关闭文件 s=close(fd) 存储管理:动态申请/释放进程空间等 其它:设置/获得时间等* 注：用户编程时不一定直接调用“系统调用”接口函数，而是调用更高层的库函数，如win32的API函数、C库函数等。 二.自陷指令(trap) 系统调用是一种特殊形式的转子方法,他导致处理机态的变化。为了方便编程，提供系统调用接口库，由库中的接口函数来执行trap,用户程序调系统调用库的接口函数。 系统调用库接口函数汇编程序包含： . . .(传给核心的参数按约定填入寄存器) trap指令 .(从约定的寄存器中获得核心返回值） . return 处理机执行trap指令会导致控制转到操作系统内核的trap处理程序入口, trap处理程序获得参数,按系统调用入口表散转到各处理程序. 参数传递的一般形式： 用约定寄存器传递系统调用号等参数. 自陷指令 系统调用各模块关系图 异步调用接口 系统调用接口 用户程序 系统调用库 内核总控 系统调用处理总控 文件系统write处理 磁盘控制器 盘中断处理 用户态 核心态 磁盘驱动程序 用户程序 三.系统调用实现举例 系统调用的基本处理过程: write(fd,…)是一个系统调用库函数,该函数用汇编语言写,其中包含trap指令. 处理机运行到trap指令,保护现场,转入内核总控 总控进一步保护现场,因为是trap指令引起陷入所以转系统调用处理总控程序(转下页)* (续上页) 系统调用处理总控程序根据系统调用号查系统调用入口表,得知该系统调用参数个数及处理程序入口地址,获得参数并转相应write处理程序 write处理程序将数据从用户缓冲区考入内核的系统缓冲区,…,调磁盘驱动程序的启动I/O函数,驱动程序生成一个磁盘请求包,启动磁盘传输(或排入磁盘请求队列),等待传输完成(保护现场,这时可重新调度进程,CPU切换到另一个进程…) (转下页)* 磁盘I/O完成,产生一个磁盘中断,（这时正运行进程程序被中断打断）CPU运行磁盘中断处理程序,磁盘中断处理程序清中断位,再从磁盘请求队列中取下一请求,启动磁盘传输.然后找到刚完成的请求包,标志成完成状态，(先前进程从阻塞变成就绪,进行进程调度，先前进程被调度)恢复相应栈中的现场,转write系统调用的后续处理程序... write处理程序处理结束后返回,系统调用处理总控程序将此次服务返回值存入约定好的寄存器现场保存区 返回内核总控（这时可能会调度别的进程）,恢复现场,用户程序继续运行.* 设备异步调用接口 系统调用接口 用户程序 系统调用库 内核总控 系统调用处理总控 Write处理 磁盘控制器 盘中断处理 用户态 核心态 磁盘驱动程序 用户程序 系统调用处理流程 中断 就绪 发请求 2.5命令语言与窗口用户界面 2.5.1命令语言 (在批处理系统中是作业控制语言) 它是控制作业流程的用户操作界面,由语言解释器解释执行命令。 Linux启动一个命令解释器执行的过程: 系统启动时1号进程为终端生成一个tty进程,让其运行登录程序 用户输入ID及口令,验证完用户后,转去执行shell命令解释器 由解释器处理用户输入命令* Shell解释器流程（功能:解释执行shell命令） 调用“从终端读”系统调用接收输入命令 直接处理一些控制语句,简单命令 对不识别的命令关键字,到PATH环境变量所指目录中找到与命令关键字同名执行代码文件,产生子进程运行该程序 等子进程结束后转1* 命令语言 实用程序；服务程序；自己开发程序都可以通过敲入对应的终端命令而运行的。系统主要的实用程序有： 编辑器。供用户建立和修改文本文件。它会提供一组内部编辑命令。 编译器和装配器。实现编译源程序、链接模块、装配目标程序等功能。 文件及文件系统相关的实用程序。文件的拷贝，打印，文件系统装卸等。 显示系统进程，资源状态的实用程序。 用户管理。如用户加入删除，口令修改。 命令语言 用户命令与系统调用的关系 用户命令对应的实用程序(包括命令解释器本身)在用户态运行,而系统调用处理程序在核心态运行； 实用程序在运行过程中可能会调用“系统调用”； 用户命令是用户操作接口,系统调用是用户与操作系统之间的编程接口。 命令语言 2.5.2图形化的用户界面 所有命令行都用图符,菜单来表示,参数则通过对话框,提示用户选择或输入。 命令解释器变成了图形化的程序管理器。 总结 内核运行模型 内核包含进程管理、内存管理、文件与外设管理模块 内核程序嵌入用户进程中运行 编程与使用界面 系统调用 命令与图形使用界面 * * * * * * 第三讲 中断系统 目的与要求: