Systemcalls (Systemaufrufe)

1. Nina, Helen & Nicole proudly present: Systemcalls (Systemaufrufe)

2. Gliederung 1. Definitionen 1.1. Interrupt 1.1.1. Exception 1.1.2. Hardware-Interrupt 1.1.3. Software-Interrupt 1.2. Systemcall 1.2.1. Unix – Schalenmodell 1.2.2. Definition Systemcall 1.2.3. 5 Bereiche 2. Schematischer Ablauf 3. Beispiele 3.1. ausführlich: creat 3.2. weitere Beispiele

3. Gliederung 1. Definitionen 1.1. Interrupt 1.1.1. Exception 1.1.2. Hardware-Interrupt 1.1.3. Software-Interrupt 1.2. Systemcall 1.2.1. Unix – Schalenmodell 1.2.2. Definition Systemcall 1.2.3. 5 Bereiche 2. Schematischer Ablauf 3. Beispiele 3.1. ausführlich: creat 3.2. weitere Beispiele

4. Interrupt = Unterbrechung des aktuellen Prozesses durch CPU Unterteilung in : Exception Hardware – Interrupt Software – Interrupt

5. Hardware – Interrupt

6. Software – Interrupt = gewollte Unterbrechung des laufenden Progammes, weil Kernel wichtige Funktionen ausführen soll - Software – Interrupt wird durch prozessortypabhängige Befehle (Systemcalls) ausgelöst

7. Gliederung 1. Definitionen 1.1. Interrupt 1.1.1. Exception 1.1.2. Hardware-Interrupt 1.1.3. Software-Interrupt 1.2. Systemcall 1.2.1. Unix – Schalenmodell 1.2.2. Definition Systemcall 1.2.3. 5 Bereiche 2. Schematischer Ablauf 3. Beispiele 3.1. ausführlich: creat 3.2. weitere Beispiele

8. Unix Schalenmodell – Systemstruktur Anwenderprogramme sh nroff who cpp Kernel a.out comp Systemcalls Hardware as date Systemmode ld wc grep vi ed Usermode

9. Systemcalls = Anfrage an den Kernel - Programme fordern per Systemcall Dienstleistungen vom Kernel an - definiert Schnittstelle zwischen Kernel und Benutzerprogramm

10. 5 Bereiche der Systemcalls 1. Prozessverwaltung fork, exit, exec 2. Speicherverwaltung brk, mmap, munmap 3. Dateiverwaltung open, read, write 4. Geräteverwaltung io_ctl 5. Kommunikation kill, pipe

11. Gliederung 1. Definitionen 1.1. Interrupt 1.1.1. Exception 1.1.2. Hardware-Interrupt 1.1.3. Software-Interrupt 1.2. Systemcall 1.2.1. Unix – Schalenmodell 1.2.2. Definition Systemcall 1.2.3. 5 Bereiche 2. Schematischer Ablauf 3. Beispiele 3.1. ausführlich: creat 3.2. weitere Beispiele

12. Systemebenen User- Anwendungen Bibliotheken Benutzerstack Usermode Benutzerebene Trap Mehr- zweck- register weitere Register System- stack PSR Tabel- len Systemebene Kernel Systemmode Hardware-Steuerung Prozessor etc. Hardware

13. BENUTZEREBENE-USERMODE User-Anwendungen Benutzerstack . . . 204 mode Angabe (Oktal 666) 1b6 Adresse von name 6a Rückkehradresse creat(name, 0666); SYSTEMCALL

14. BENUTZEREBENE-USERMODE SYSTEMEBENE - SYSTEMMODE Mehrzweckregister Bibliothek 58 … … Nr Befehl ;ASM .CODE BEGINN MOV MOV JSR JMP . . . . . exit 1 … 7e fork 2 8 142 read 3 . 80 … . … 13c . . TRAP … 146 create 8

15. BENUTZEREBENE-USERMODE Softwareinterrupt TRAP TF CF OF IF AF PF DF SF ZF PSR 1 0 15 SYSTEMEBENE - SYSTEMMODE

16. BENUTZER- EBENE– USERMODE SYSTEMEBENE - SYSTEMMODE Register Mehrzweckregister Tabelle Benutzerstack . 0 funktion0(); . . 58 … … 1 funktion1(); 2 funktion2(); … … 7e 204 funktion3(); 3 1b6 funktion4(); 4 U-Bereich 8 142 5 funktion5(); 204 6 80 funktion6(); … 6a 1b6 7 funktion7(); 13c … funktion8(); 8 funktion9(); 9 146 … 10 funktion10(); 11 funktion11();

17. SYSTEMEBENE - SYSTEMMODE ;Ken Thompson 1969 ; .STACK 1000H .DATA VARA DW1; VARB DW2; .CODE BEGINN MOV AX,@DATA; MOV AX,VARA; ADD AX,VARB, … END BEGIN; 0 1 0 11 0 1 00 1 1 101 11 0 010 110 1 0 100 Hardware Prozessor

18. SYSTEMEBENE - SYSTEMMODE Register Mehrzweckregister … … 58 … … 7e U-Bereich 8 142 204 80 … 1b6 0 0x800CCC6F 13c … 146 Fehlerfeld 1 CF CF OF PF DF IF TF SF ZF AF PSR 1 0 15

19. BENUTZEREBENE-USERMODE User-Anwendungen Benutzerstack Bibliothek . . . Nr Befehl ;ASM .CODE BEGINN MOV MOV JSR JMP . . . . . exit 1 204 fork 2 1b6 read 3 . creat(name, 0666); 6a . I . ? . creat 8 Returncode = 0 SYSTEMEBENE - SYSTEMMODE CF PF OF DF TF SF ZF IF AF PSR

20. 1 BENUTZEREBENE-USERMODE User-Anwendungen Mehrzweckregister Bibliothek … 58 Befehl Nr ;ASM .CODE BEGINN MOV MOV JSR JMP . . . . . … 7e exit 1 142 8 fork 2 … 80 read 3 . 13c 0x800CCC6F -1 creat(name, 0666); . ? 146 … . ? . creat 8 Returncode = -1 errno 0x800CCC6F SYSTEMEBENE - SYSTEMMODE CF AF IF OF PF DF TF SF ZF PSR

21. BENUTZEREBENE-USERMODE errno 0x800CCC6F User-Anwendungen errno Makro error message 1 3 4 … 19 20 … 23 24 25 EPERM ENOENT ESRCH EINTR … ENODEV ENOTDIR … ENFILE EMFILE ENOTTY Permission No such file or directory No such process interrupted system call … No such device Not a directory ... File table overflow Too many open files Not a typewriter … 2 creat(name, 0666); gmake[1]: *** [libswt- gnome-gtk-3063.so] Error 1 gmake[1]: Leaving directory`/usr/ports/ java/eclipse/work/plugins /org.eclipse.swt/Eclipse SWT PI/gtk/library' gmake: *** [libswt] Error 2 *** Error code 2 Returncode = -1

22. Gliederung 1. Definitionen 1.1. Interrupt 1.1.1. Exception 1.1.2. Hardware-Interrupt 1.1.3. Software-Interrupt 1.2. Systemcall 1.2.1. Unix – Schalenmodell 1.2.2. Definition Systemcall 1.2.3. 5 Bereiche 2. Schematischer Ablauf 3. Beispiele 3.1. ausführlich: creat 3.2. weitere Beispiele

23. Systemcall creat Ausschnitt aus C-Programm char name[]=„file“; main { int fd; fd = creat(name, 0666); }

24. Teil des Assemblercodes für Motorola 68000

25. Weitere Beispiele • open(<dateiname>,<art>) • öffnet eine vorhandene Datei mit angegebener Benutzungsart • read(<filehandle>,<puffer>,<puffergröße>) • liest Datei ein, mit angegebener Anzahl an Bytes • write(<filehandle>,<puffer>,<puffergröße>) • schreibt angegebene Anzahl an Bytes in spezifizierte Datei

26. ENDE