Теоретические сведения

2015-11-20

1259

Обсуждений (0)

0.00 из 5.00 0 оценок

12 Следующая ⇒

Кафедра «Информационная безопасность компьютерных систем»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

СИСТЕМНЫЕ ВЫЗОВЫ

по дисциплине «Операционные системы»

Выполнил

студент гр. 2088/3 NOT_ME

Руководитель

Коноплев А.С.

Санкт-Петербург

Постановка задачи

1. Модифицировать текущий механизм обработки системных вызовов. Обработчик системных вызовов в userprog/syscall.c должен читать номер и аргументы системного вызова из стека и при завершении обработки возвращать значение пользовательской программе, изменяя содержимое регистра eax (необходимо будет использовать указатель стека из структуры intr_frame). Внести соответствующие изменения в функцию syscall_handler().

2. Реализовать набор системных вызовов. Для внедрения системных вызовов в первую очередь необходимо продумать способы, которыми будут осуществляться чтение и запись в виртуальное пространство пользователя (номер системного вызова и его аргументы находятся в пользовательском стеке). Номера системных вызовов определены в lib/syscall-nr.h. Каркасы функций расположены в lib/user/syscall.c.

Таблица 4.2. Системные вызовы ОС Pintos

Прототип системного вызова:	Назначение:
void halt (void)	Завершает работу ОС Pintos. Используйте функцию power_off(), которая определена в threads/init.h. Не используйте этот системный вызов из пользовательских программ.
void exit (int status)	Завершает работу пользовательской программы, возвращая status ядру. Статус 0 означает безошибочное выполнение программы.
bool create (const char *file, unsigned initial_size)	Создает новый файл с именем file и размером initial_size. Возвращает “true”, если файл успешно создан, и “false” в противном случае.
int open (const char *file)	Открывает файл с именем file. Возвращает целочисленное значение дескриптора файла fd или -1, если файл не может быть открыт. Дескрипторы 0 и 1 зарезервированы для стандартных потоков ввода-вывода: fd 0 - STDIN_FILENO, fd 1 - STDOUT_FILENO.
void close (int fd)	Закрывает файл с дескриптором fd. При своем завершении процесс неявно закрывает все открытые файловые дескрипторы, словно вызывает функцию close для каждого из них.
int read (int fd, void *buffer, unsigned size)	Читает size байт из файла с дескриптором fd в буфер. Возвращает число считанных байт или -1, если файл не может быть прочитан. fd 0 выполняет чтение с клавиатуры с помощью функции input_getc() , определенной в devices/input.h.
int write (int fd, const void *buffer, unsigned size)	Записывает size байт в файл с дескриптором fd. Возвращает число записанных байт или -1, если запись в файл невозможна. Запись в файл после EOF должна увеличивать размер файла, но в текущей реализации файловой системы Pintos такой механизм не предусмотрен. Система ожидает от пользователя запись в пределах заданного при создании размера файла. Если fd = 1, то система должна выполнять вывод на консоль. Используйте функцию putbuf(), определенную в lib/kernel/stdio.h и lib/kernel/console.c.
int wait (pid_t pid)	Ожидает, пока дочерний процесс с идентификатором pid не завершит выполнение, затем возвращает код (статус) завершения дочернего процесса. Если дочерний процесс не вызвал функцию exit(), но был завершен ядром, то системный вызов wait(pid) должен возвращать значение -1. Системный вызов также должен возвращать -1 в следующих случаях: · pid не является дочерним процессом выполняющего системный вызов wait процесса; системный вызов wait над pid уже был выполнен; Процесс может порождать несколько дочерних процессов, выполнять системный вызов wait для них в любом порядке и даже завершать свое выполнение, не дождавшись завершения своих дочерних процессов. Перед тем, как приступить к внедрению системного вызова, нужно реализовать функцию process_wait() в userprog/process.c, и на ее основе выполнять системный вызов.
pid_t exec (const char *cmd_line)	Запускает исполняемый файл, имя которого задано в cmd_line (с учетом всех аргументов) и возвращает уникальный идентификатор нового пользовательского процесса, который создается в результате запуска исполняемого файла. Системный вызов должен возвращать значение -1, если программа не может быть запущена.

Теоретические сведения

Системные вызовы обеспечивают взаимосвязь между ядром и программами пользователя.

Базовая реализация системных вызовов в ОС Pintos размещает аргументы с соответствующим номером системного вызова в регистры и вызывает прерывание 0x30. Это прерывание заставляет процессор остановить выполнение текущего задания, переключиться из режима пользователя в режим ядра и перейти к обработчику прерываний syscall_handler, который определен в userprog/syscall.c.

Прерывания служат для оповещения ядра системы о наступлении некоторого события. Многие механизмы операционной системы так или иначе взаимодействуют с прерываниями. В ОС Pintos прерывания можно разделить на две большие группы:

· Внутренние прерывания, т.е. прерывания, вызванные событиями в самом процессоре. Такими событиями могут быть системные вызовы, ошибки обращения по недопустимым адресам или деления на ноль. Так как внутренние прерывания вызваны процессором, они являются синхронными или синхронизированными с инструкциями процессора. Функция intr_disable() не осуществляет отключение внутренних прерываний.

Внешние прерывания, т.е. прерывания, источники которых расположены вне CPU. Такие прерывания поступают от периферийных устройств, таких как системный таймер, клавиатура, диски. Внешние прерывания являются асинхронными, их поступление никак не синхронизировано с выполнением команд. Обработка внешних прерываний может быть отключена функцией intr_disable().

В threads/interrupt.h и threads/interrupt.с расположены основные структуры и функции обработки прерываний. Основная работа функции intr_handler() заключается в вызове функции, предназначенной для обработки конкретного прерывания. Если такой функции не существует, intr_handler() завершается ошибкой и выводит информацию на консоль. Когда intr_handler() возвращает значение, ассемблерные функции в threads/intr-stubs.S восстанавливают ранее сохраненное состояние всех регистров процессора и передают управление процессору.

2015-11-20

1259

Обсуждений (0)

0.00 из 5.00 0 оценок

12 Следующая ⇒

Обсуждение в статье: Теоретические сведения

Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓