第二課? 操作系統(tǒng)接口

上一章回顧：在操作系統(tǒng)啟動后內存會變?yōu)槿缦碌臉幼樱?/p>

內存初始化之后的大致模樣

操作系統(tǒng)接口的概念：上層應用通過接口來使用操作系統(tǒng)提供的功能使用硬件

用戶如何使用計算機？

1.命令行（主要通過shell敲命令行）

①在操作系統(tǒng)啟動的過程中，執(zhí)行到main.c函數(shù)之后便執(zhí)行啟動shell的命令，此時跳出shell界面

②shell的程序如下圖所示，循環(huán)打印cmd等待輸入命令行，并對其進行執(zhí)行

2.圖形按鈕

采用消息隊列機制：

當硬件有輸入時候，將該輸入添加到系統(tǒng)消息隊列中。

然后應用程序中不斷循環(huán)的從系統(tǒng)消息隊列中獲取消息，對不同的消息調用不同的函數(shù)進行相應的操作。

什么是操作系統(tǒng)接口？

第三課 系統(tǒng)調用的原理

1.為什么要將內存分為內核態(tài)和用戶態(tài)？

出于安全方面的考慮，防止系統(tǒng)root用戶名密碼，重要文檔信息的丟失。

2.如何做到內核態(tài)和用戶態(tài)之間的隔離？

通過特權級的方式實現(xiàn)用戶態(tài)和內核態(tài)之間的隔離，特權級規(guī)則：

DPL：要訪問的目標內核段特權級（內核態(tài)的DPL為0）

CPL：當前特權級

當DPL>=CPL時候，該指令才能被運行。

通過該方式進而實現(xiàn)用戶態(tài)只能訪問用戶態(tài)而不能訪問內核態(tài)；而內核態(tài)可以訪問任何數(shù)據(jù)。

3.被隔離后，如何實現(xiàn)用戶態(tài)對內核態(tài)的訪問？

中斷指令是用戶態(tài)進入內核態(tài)的唯一方法。系統(tǒng)調用實際上是一段包含中斷的即int指令的代碼。（且為0x80中斷）

printf的調用過程

中斷int0x80通過初始化int0x80的DPL為3來實現(xiàn)用戶態(tài)對內核態(tài)的訪問。

總結：

用戶態(tài)中的main函數(shù)調用whoani系統(tǒng)調用之后在內存中發(fā)生了什么？

調用系統(tǒng)調用whoani（）不能直接訪問到內核態(tài)中的相對應的代碼，而是要經(jīng)過以下步驟：

1.通過庫函數(shù)將whoani擴展為包含0x80的代碼，并指定系統(tǒng)調用號eax。int 0x80通過將DPL設置為3，而當前的CPL也為3來實現(xiàn)對內核的訪問。進入內核后CPL變?yōu)?。

2.通過查表sys_call_table，找到需要調用的函數(shù)為sys_whoami。

3.執(zhí)行sys_whoami中的內容。