9.2. Системные вызовы

9.2. Системные вызовы

В этой книге практически повсеместно упоминаются системные вызовы, которые являются фундаментальными для программного окружения. На первый взгляд, они выглядят как обычные вызовы функций С. И это не случайно; они представляют собой специальную разновидность вызовов функций. Чтобы понять различия, нужно иметь общее представление о структуре операционной системы. Несмотря на то что операционная система Linux состоит из множества фрагментов кода (утилиты, библиотеки, приложения, программные библиотеки, драйверы устройств, файловые системы, управление памятью и так далее), все эти кодовые фрагменты работают в одном из двух контекстов: режиме пользователя или режиме ядра.

При разработку программы написанный код работает в режиме пользователя (user mode). Драйверы устройств и файловые системы, наоборот, работают в режиме ядра (kernel mode). В пользовательском режиме программы тщательно защищены от повреждений, вызванных их взаимодействием друг с другом или остальной частью системы. Код, работающий в режиме ядра, имеет полный доступ к компьютеру и может делать или же разрушать все, что угодно.

Драйвер, который разработан для управления и контроля аппаратного устройства, должен иметь полный доступ к нему. Устройство нужно защитить от случайных программ, чтобы они не смогли нарушить свою работу или работу друг друга, повредив само устройство. Память, с которой работает устройство, также защищена от случайных программ. Весь код, работающий в режиме ядра, существует исключительно для обслуживания кода, который работает в режиме пользователя. Системный вызов — это то, посредством чего код приложения, выполняющегося в пользовательском режиме, запрашивает службу, предоставляемую кодом, который выполняется в режиме ядра.

Возьмем, к примеру, процесс выделения памяти. Пользовательский процесс запрашивает память у защищенного кода, выполняющегося в режиме ядра, который и производит выделение физической памяти для процесса. В качестве следующего примера возьмем файловые системы, которые нуждаются в защите для поддержания целостности данных на диске (или в сети), но вашим повседневным, обычным процессам требуется считывать файлы из файловой системы.

Неприятные детали вызова через барьер пространств пользователь/ядро часто скрыты в библиотеке С. Процесс вызова через этот барьер не использует обычные вызовы функций; он использует неуклюжий интерфейс, оптимизированный по скорости и обладающий существенными ограничениями. Библиотека С скрывает большинство интерфейсов от глаз пользователя, предлагая взамен обычные функции С, которые являются оболочками для системных вызовов. Применение этих функций станет понятнее, если получить некоторое представление о том, что происходит внутри них.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг

5.1. Системные вызовы fork() и ехес()

Из книги Linux-сервер своими руками автора Колисниченко Денис Николаевич

5.1. Системные вызовы fork() и ехес() Процесс в Linux (как и в UNIX) — это программа, которая выполняется в отдельном виртуальном адресном пространстве. Когда пользователь регистрируется в системе, под него автоматически создается процесс, в котором выполняется оболочка (shell),


9.2. Системные вызовы

Из книги Разработка приложений в среде Linux. Второе издание автора Джонсон Майкл К.

9.2. Системные вызовы В этой книге практически повсеместно упоминаются системные вызовы, которые являются фундаментальными для программного окружения. На первый взгляд, они выглядят как обычные вызовы функций С. И это не случайно; они представляют собой специальную


12.1.4. Сигналы и системные вызовы

Из книги Язык программирования Си для персонального компьютера автора Бочков C. О.

12.1.4. Сигналы и системные вызовы Часто сигналы доставляются процессу, который находится состоянии ожидания наступления некоторого внешнего события. Например, текстовый редактор часто ожидает завершения read(), чтобы возвратить ввод терминала. Когда системный


Рекурсивные вызовы

Из книги Linux программирование в примерах автора Роббинс Арнольд

Рекурсивные вызовы Любая функция в Си-программе может быть вызвана рекурсивно; в частности, она может вызвать сама себя. Компилятор не ограничивает число рекурсивных вызовов одной функции. При каждом вызове новые ячейки памяти выделяются для формальных параметров и


3.2.3. Системные вызовы: brk() и sbrk()

Из книги Программирование для Linux. Профессиональный подход автора Митчелл Марк

3.2.3. Системные вызовы: brk() и sbrk() Четыре функции, которые мы рассмотрели (malloc(), calloc(), realloc() и free()) являются стандартными, переносимыми функциями для управления динамической памятью.На Unix-системах стандартные функции реализованы поверх двух дополнительных, очень примитивных


10.4.4. Системные вызовы, допускающие повторный запуск

Из книги Операционная система UNIX автора Робачевский Андрей М.

10.4.4. Системные вызовы, допускающие повторный запуск Значение EINTR для errno (см. раздел 4.3 «Определение ошибок») указывает, что системный вызов был прерван. Хотя с этим значением ошибки может завершаться большое количество системных вызовов, двумя наиболее значительными


3.4.2. Системные вызовы wait()

Из книги Разработка ядра Linux автора Лав Роберт

3.4.2. Системные вызовы wait() Самая простая функция в семействе называется wait(). Она блокирует вызывающий процесс до тех пор, пока один из его дочерних процессов не завершится (или не произойдет ошибка). Код состояния потомка возвращается через аргумент, являющийся указателем


5.5.2. Системные вызовы

Из книги UNIX — универсальная среда программирования автора Пайк Роб

5.5.2. Системные вызовы Сокеты являются более гибкими в управлении, чем рассмотренные выше механизмы межзадачного взаимодействия. При работе с сокетами используются следующие функции:? socket() — создает сокет;? close() — уничтожает сокет;? connect() — устанавливает соединение


Глава 8 Системные вызовы Linux

Из книги автора

Глава 8 Системные вызовы Linux Мы уже познакомились с большим количеством функций, реализующих различные системные задачи, например анализ командной строки, манипулирование процессами и отображение файлов в памяти. Если присмотреться повнимательнее, то окажется, что все


Системные вызовы и функции стандартных библиотек

Из книги автора

Системные вызовы и функции стандартных библиотек Все версии UNIX предоставляют строго определенный ограниченный набор входов в ядро операционной системы, через которые прикладные задачи имеют возможность воспользоваться базовыми услугами, предоставляемыми UNIX. Эти


Системные вызовы для управления планировщиком

Из книги автора

Системные вызовы для управления планировщиком Операционная система Linux предоставляет семейство системных вызовов для управления параметрами планировщика. Эти системные вызовы позволяют манипулировать приоритетом процесса, стратегией планирования и процессорной


Системные вызовы, связанные с управлением стратегией и приоритетом

Из книги автора

Системные вызовы, связанные с управлением стратегией и приоритетом Системные вызовы sched_setscheduler() и sched_getcheduler() позволяют соответственно установить и получить значение стратегии планирования и приоритета реального времени для указанного процесса. Реализация этих


Системные вызовы управления процессорной привязкой

Из книги автора

Системные вызовы управления процессорной привязкой Планировщик ОС Linux может обеспечивать жесткую процессорную привязку (processor affinity). Хотя планировщик пытается обеспечивать мягкую или естественную привязку путем удержания процессов на одном и том же процессоре, он


Глава 5 Системные вызовы

Из книги автора

Глава 5 Системные вызовы Ядро операционной системы предоставляет набор интерфейсов, благодаря которым процессы, работающие в пространстве пользователя, могут взаимодействовать с системой. Эти интерфейсы предоставляют пользовательским программам доступ к аппаратному


Почему не нужно создавать системные вызовы

Из книги автора

Почему не нужно создавать системные вызовы Новый системный вызов легко реализовать, тем не менее это необходимо делать только тогда, когда ничего другого не остается. Часто, для того чтобы обеспечить новый системный вызов, существуют более подходящие варианты. Давайте


Глава 7 Системные вызовы в UNIX

Из книги автора

Глава 7 Системные вызовы в UNIX В настоящей главе мы рассмотрим самый низкий уровень взаимодействия с операционной системой UNIX системные вызовы. Они являются входами в ядро. Эти средства предоставляются операционной системой; все остальные средства построены на их