Rendszerhívás az operációs rendszerben (Operating System): Mi az, típusai és példái
Nathaniel Brooks
⚡ Okos összefoglaló
A rendszerhívás az a vezérelt interfész, amelyet egy folyamat használ kernel szolgáltatások, például fájlhozzáférés, folyamatvezérlés és eszközkommunikáció kérésére, biztonságosan átkapcsolva a CPU-t felhasználói módból privilegizált kernel módba.
Mi az a rendszerhívás Operating rendszer?
A rendszerhívás egy olyan mechanizmus, amely interfészt biztosít egy folyamat és az operációs rendszer között. Ez egy programozott módszer, amelyben egy számítógépes program szolgáltatást kér az operációs rendszer kernelétől.
A System call az operációs rendszer szolgáltatásait API-n (Application Programming Interface) keresztül kínálja a felhasználói programoknak. A rendszerhívások jelentik a kernelrendszer egyetlen belépési pontját.
Rendszerhívások Operating rendszer
Példa a rendszerhívásra
Például egy olyan program írásához, amely az egyik fájlból adatokat olvas be, majd egy másikba másolja azokat, a programnak először a két fájl nevére van szüksége: a bemeneti és a kimeneti fájlok nevére.
Egy interaktív rendszerben az ilyen típusú programfuttatáshoz az operációs rendszer rendszerhívásokat igényel.
- Az első hívás egy felszólító üzenet írása a képernyőre.
- A második a két fájlt meghatározó karakterek beolvasása a billentyűzetről.
Hogyan működik a rendszerhívás?
Íme a rendszerhívás lépései az operációs rendszerben:
Archia rendszerhívás tectúrája
Amint a fenti rendszerhívási ábrán látható:
Step 1) A folyamatok felhasználói módban futnak, amíg egy rendszerhívás meg nem szakítja őket.
Step 2) Ezt követően a rendszerhívás kernel módban, prioritási alapon kerül végrehajtásra.
Step 3) Miután a rendszerhívás végrehajtása befejeződött, a vezérlés visszatér felhasználói módba.
Step 4) A felhasználói folyamatok végrehajtása folytatódik, a felhasználói mód és a kernel mód szükség szerint.
Miért van szükség rendszerhívásokra az operációs rendszerben?
Az operációs rendszerben a következő helyzetekben van szükség rendszerhívásokra:
- A fájlok olvasása és írása rendszerhívásokat igényel.
- Ha egy fájlrendszer fájlokat szeretne létrehozni vagy törölni, rendszerhívásokra van szükség.
- A rendszerhívások új folyamatok létrehozására és kezelésére szolgálnak.
- A hálózati kapcsolatokhoz rendszerhívásokra van szükség a csomagok küldéséhez és fogadásához.
- A hardvereszközökhöz, például szkennerhez vagy nyomtatóhoz való hozzáféréshez rendszerhívás szükséges.
A rendszerhívások típusai
Íme az operációs rendszerben az öt rendszerhívás típusa:
- Folyamatirányítás
- Fájlkezelés
- Device Management
- Információk karbantartása
- Kommunikáció
Rendszerhívások típusai az operációs rendszerben
Folyamatirányítás
Ezek a rendszerhívások a folyamatok létrehozását, leállítását stb. végzik.
Funkciók:
- Befejezés és megszakítás
- Betöltés és végrehajtás
- Folyamat létrehozása és folyamat befejezése
- Várj és Signal esemény
- Memória lefoglalása és felszabadítása
Fájlkezelés
A fájlkezelő rendszerhívások olyan fájlkezelési feladatokat kezelnek, mint a fájl létrehozása, az olvasás és az írás stb.
Funkciók:
- Hozzon létre egy fájlt
- Fájl törlése
- Fájl megnyitása és bezárása
- Olvass, írj és helyezz át
- Fájl attribútumok beszerzése és beállítása
Device Management
Az eszközkezelés elvégzi az eszközkezelés feladatát, mint például az eszköz puffereiből való olvasás, az eszközpufferekbe való írás stb.
Funkciók:
- Kérje és engedje el az eszközt
- Eszközök logikus csatlakoztatása vagy leválasztása
- Eszközattribútumok lekérése és beállítása
Információk karbantartása
Kezeli az információkat és azok átvitelét az operációs rendszer és a felhasználói program között.
Funkciók:
- Szerezze be vagy állítsa be az időt és a dátumot
- Folyamat- és eszközattribútumok lekérése
Kommunikáció
Az ilyen típusú rendszerhívásokat kifejezetten a folyamatok közötti kommunikációra használják.
Funkciók:
- Kommunikációs kapcsolatok létrehozása és törlése
- Üzenetek küldése és fogadása
- Segítség az operációs rendszer átvitelének állapotinformációihoz
- Távoli eszközök csatlakoztatása vagy leválasztása
A rendszerhívás paramétereinek átadásának szabályai
Íme a paraméterek rendszerhíváshoz való átadásának általános szabályai:
- A paramétereket az operációs rendszernek kell a verembe helyeznie vagy onnan kiemelnie.
- A paraméterek regiszterekben adhatók át.
- Ha több paraméter van, mint regiszter, akkor azokat egy blokkban kell tárolni, és a blokkcímet egy regiszterben kell átadni.
Az operációs rendszerben használt fontos rendszerhívások
várjon()
Bizonyos rendszerekben egy folyamatnak várnia kell, amíg egy másik befejeződik. Ez akkor fordul elő, amikor egy szülőfolyamat létrehoz egy gyermeket, és a szülő felfüggesztve marad, amíg a gyermek befejeződik.
A szülő felfüggesztése automatikusan megtörténik egy wait() rendszerhívással. Amikor a gyermek végrehajtása befejeződik, a vezérlés visszakerül a szülőhöz.
Villa()
A folyamatok ezt a rendszerhívást használják olyan folyamatok létrehozására, amelyek önmaguk másolatai. A fork() segítségével a szülőfolyamat létrehoz egy gyermekfolyamatot, és a szülőfolyamat felfüggesztésre kerül, amíg a gyermekfolyamat végrehajtásra nem kerül.
végrehajt()
Ez a rendszerhívás egy már futó folyamaton belül futtat egy végrehajtható fájlt, lecserélve a régebbit. Az eredeti folyamatazonosító megmarad, mivel nem épül fel új folyamat, de a verem, az adatok, a halom stb. felülíródik az új folyamattal.
megöl()
A kill() rendszerhívást az operációs rendszer használja egy terminációs jel küldésére egy folyamatnak, felszólítva azt a kilépésre. A kill rendszerhívás azonban nem feltétlenül jelenti a folyamat leállítását, és számos jelentése lehet.
kilépés ()
Az exit() rendszerhívás a program végrehajtásának leállítására szolgál. Különösen többszálú környezetben ez a hívás azt határozza meg, hogy a szál végrehajtása befejeződött. Az operációs rendszer az exit() hívás után visszanyeri a folyamat által felhasznált erőforrásokat.
