[OS] 시스템 호출(System Call)이란? 구현과정?

시스템 콜 (System Calls)

 

• 일반적으로 고급 언어(C와 C++)로 작성된 루틴 형태로 제공
• 대부분의 사용자는 시스템 호출을 직접적으로 사용하기 보다는, 응용 프로그램 인터페이스(API: Application Program Interface)를 통한 프로그램에 의해서 접근
• 응용 프로그래머가 가장 많이 사용하는 3가지 API
  • Win32 API (Windows)
  • POSIX API (POIX기반 거의 모든 버전의 UNIX, Linux, Mac OS X)
  • JAVA API (JVM에서 수행될 수 있는 프로그램)
• 직접 시스템 호출을 부르기보다 API를 사용한 프로그래밍을 선호하는 이유
  • 프로그램 ‘호환성’을 높일 수 있음 (어디서든 컴파일, 실행)
  • 실제 프로그램 상에서 작업하기 더 쉬움

 

예시

시스템 호출(System Calll) 예시

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시스템 호출 구현 (System Call Implementation)

• 통상적으로 각 시스템 호출에는 번호가 할당 (System Call Table에 존재)
• 호출자는 시스템 호출이 어떻게 구현되고, 실행 중 무슨 작업을 하는지 알 필요 없음
  • 단지 API를 준수하고, 시스템 호출의 결과로 OS가 무엇을 해줄것인지 이해하면 됨
  • 래핑함수(Wrapping function): 대신 System Call을 불러주는 함수

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API, System Call, OS의 관계, 호출 과정

 

open() 시스템콜을 호출한 사용자 응용의 처리

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시스템 호출 매개변수 전달 (System Call Parameter Passing)

 

테이블로 매개 변수를 전달

OS에 매개변수를 전달하기 위한 3가지 방법

1.매개변수를 레지스터(Register)에 직접 전달 → 가장 간단한 방법

2. 매개변수는 메모리내의 블록(Block) or 테이블(Table)에 저장하고, 블록 주소를 레지스터 내에 매개변수로 전달

3.프로그램에 의해 매개변수를 스택(Stack)에 넣고, OS가 꺼냄

 

OS는 ‘블록’이나 ‘스택’방법을 선호

→ 전달되는 매개변수 개수, 길이를 제한하지 않기 때문

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시스템 호출의 종류 (Types of System Calls)

• 프로세스 제어 (Process Control)
• 파일 조작 (File manipulation)
• 장치 관리 (Device Managament)
• 정보 유지 (Information Maintenance)
• 통신 (Communication)

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시스템 호출 구현 단계

 

시스템 호출 구현 단계

• 사용자는 System Call을 직접 호출X, API의 랩핑함수(Wrapping function)을 통해 호출.
• 매개변수를 레지스터에 직접 전달할 수도 있지만, 여러개라면 블록(Block)/테이블(Table)/스택(Stack)의 형태로 전달