操作系统的接口（Interface）

接口是什么
- 连接两个东西（操作系统和应用程序）
- 转换信号
- 屏蔽细节
接口的作用
- 用户通过应用程序使用计算机，应用程序通过操作系统提供的接口来对计算机进行命令
- 操作系统提供的接口表现为函数调用，被称为 “系统调用”（system_call）
- 系统调用遵循一个标准：POSIX（IEEE指定的一个标准族）
命令
- 纯文字终端的命令：通过软件shell使用接口
- 图形交互：通过消息队列使用接口
系统调用的实现
- 区分内核态与用户态的硬件设计
  - 处理器保护环分为三层，从内向外为：核心态(0)、OS服务(1/2)、用户态(3)，级别越高，权限越低
  - 在进行跳转时会先检查三个权限级别(Privilege Level)：CPL(Current)、DPL(Destiny)、RPL(Request)，当且仅当CPL<=DPL && RPL<=DPL时，内存跳转才可以进行
  - 应用程序所在的内存是用户段，在用户态下；而内核段在内核态下。一般不能直接让用户段访问内核段，因为此时CPL=3&&DPL=0，不满足CPL<=DPL
  - head.s在初始化GDT表的表项中将DPL设置为0
- 硬件提供了主动进入内核的方法
  1. 对于Intel x86，中断指令int可以将CS中的CPL改为0，从而访问内核段
  2. 这是用户调用内核代码的唯一方式
  3. 中断指令返回时，cs的最后两位（CPL）又会变回3
- 系统调用的核心
  1. 用户程序中写一段包含int指令的代码（库函数）
  2. 操作系统写中断处理，获取想调程序的编号
  3. 操作系统根据序号执行相应代码
- 例：printf()
  1. 库函数printf() 内封装write()
  2. 库函数write() 调用接口write()
  3. 系统调用write() 内封装了int 0x80指令
  4. int 0x80指令在系统初始化时就被做成了一个中断处理system_call
  5. 然后查表sys_call_table
  6. NR_write=4
  7. 调用sys_write

接口是什么

接口的作用

命令

系统调用的实现