Пре него што се позабавимо дефиницијом системског позива за Линук и испитамо детаље о њеном извршавању, најбоље је да почнемо са дефинисањем различитих софтверских слојева типичног Линук система.
Линук кернел је специјализовани програм који се покреће и покреће на најнижем доступном нивоу на вашем хардверу. Има задатак да организује све што ради на рачунару, укључујући руковање догађајима на тастатури, диску и мрежи како би обезбедило временске исечке за паралелно извршавање више програма.
Када језгро извршава програм на нивоу корисника, виртуелизује меморијски простор тако да програми верују да су они једини процес који ради у меморији. Овај заштитни мехур изолације хардвера и софтвера повећава сигурност и поузданост. Непривилегована апликација не може приступити меморији која припада другим програмима, а ако се тај програм сруши, језгро се прекида тако да не може нанети штету остатку система.
Пробијање баријере помоћу Линук системских позива
Овај слој изолације између непривилегованих апликација пружа одличну границу за заштиту других апликација и корисника на систему. Међутим, без неког начина повезивања са другим елементима у рачунару и спољном свету, програми не би могли постићи ништа.
Да би се олакшала интеракција, језгро одређује софтверска врата која дозвољавају покренутом програму да захтева да кернел делује у његово име. Овај интерфејс је познат као системски позив.
Будући да Линук следи УНИКС филозофију да је све датотека, многе функције се могу извршити отварањем и читањем или писањем у датотеку, која може бити уређај. На пример, у оперативном систему Виндовс можете користити функцију која се зове ЦриптГенРандом за приступ насумичним бајтовима. Али на Линук -у то се може учинити једноставним отварањем датотеке/дев/урандом и читањем бајтова из ње помоћу стандардних системских позива за унос/излаз датотеке. Ова кључна разлика омогућава једноставнији интерфејс за системске позиве.
Вафер-Тхин Враппер
У већини апликација системски позиви се не упућују директно у језгро. Практично сви програми се повезују у стандардној библиотеци Ц, која пружа танак, али важан омотач око системских позива Линука. Библиотека се стара да се аргументи функције копирају у исправне регистре процесора, а затим шаље одговарајући системски позив Линука. Када се подаци приме из позива, омотач тумачи резултате и враћа их назад у програм на доследан начин.
Иза сцене
Свака функција у програму која је у интеракцији са системом на крају се преводи у системски позив. Да бисмо ово видели на делу, почнимо са основним примером.
празнинаглавни() {}
Ово је вероватно најтривијалнији Ц програм који ћете икада видети. Једноставно добија контролу преко главне улазне тачке, а затим излази. Не враћа чак ни вредност јер је маин дефинисан као воид. Сачувајте датотеку као цтест.ц и саставимо је:
гцц цтест.ц -цтестКада се преведе, можемо видети величину датотеке као 8664 бајта. Може се мало разликовати на вашем систему, али би требало да буде око 8.000. То је много кода само за улазак и излазак! Разлог за 8к је то што је укључено време извођења либц -а. Чак и ако скинемо симболе, то је ипак мало више од 6к.
У још једноставнијем примеру, можемо извршити системски позив Линука да изађе, уместо да зависимо од времена извођења Ц.
празнина_почетак() {асм('мовл $ 1,%еак;'
'корл %ебк, %ебк;'
'инт $ 0к80');
}
Овде премештамо 1 у ЕАКС регистар, бришемо ЕБКС регистар (који би иначе садржавао повратну вредност), а затим позивамо прекид системског позива Линукса 0к80 (или 128 у децималном броју). Овај прекид покреће кернел да обради наш позив.
Ако компајлирамо наш нови пример, назван асмтест.ц, и уклонимо симболе и искључимо стандардну библиотеку:
гцц-с-ностдлиб асмтест.ц -о асмтестпроизвешћемо бинарни формат мањи од 1 к (на мом систему даје 984 бајта). Већина овог кода су извршна заглавља. Сада позивамо директан системски позив Линука.
За све практичне сврхе
У скоро свим случајевима никада нећете морати да упућујете директне системске позиве у својим Ц програмима. Међутим, ако користите скупштински језик, може се појавити потреба. Међутим, у оптимизацији би било најбоље дозволити да функције библиотеке Ц упућују системске позиве и да само ваш код критичан по перформансама буде уграђен у директиве склапања.
Како програмирати упутства за системске позиве
Листа свих системских позива
Ако желите да видите листу свих доступних системских позива за Линук, можете да проверите ове странице са референцама: Потпуна листа системских позива на ЛинукХинт.цом, филиппо.ио/линук-сисцалл-табле/ и или сисцаллс.кернелгрок.цом