MIT OS lab3--小结续系统调用与用户接口 (cprintf..)

水深无声 2022-06-05 07:54 129阅读 0赞

MIT OS lab3--小结续 系统调用与用户接口 (cprintf..)

2010-01-30 16:31

<table style="table-layout:fixed; font-family:宋体; width:898px"> 
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 <td style="font-family:Arial; word-wrap:break-word; word-break:break-all; visibility:visible!important; zoom:1!important; line-height:18px"> 
 <div style="word-wrap:break-word; word-break:break-all; visibility:visible!important; zoom:1!important; overflow:hidden; position:relative!important"> 
 前面总结了：系统调用是OS留给用户的接口。用户的许多操作需要涉及到硬件，而硬件又是要受到严格保护的，那么用户必须要通过OS。OS来实现然后再返回结果给用户。用户到OS的接口就是系统调用。在MIT 的JOS中 系统调用是INT 0X30H。我们在LAB1中实现了一个类似于C语言中的printf的cprintf函数，用来输出一些信息到控制台。但是这个函数是在内核态下使用的。那么，如果用户想要打印信息到控制台改怎么办呢？答案是，通过系统调用。OS 在系统调用中实现一个同样的对cprintf的包装，并且把接口留给用户。具体说就是，用户的lib中也有一个函数叫cprintf接口和内核的几乎一样。然而用户这个cprintf的实现方式其实是通过系统调用陷入到内核中去，最后调用内核的cprintf来实现同样的功能。也就是，一切的一切还是要通过内核里面的函数来实现。看看下面的程序片段一切就明白了： 
 //下面的cprintf是用户的lib库中的，注意它的实现是通过sys_cputs哦 
 int cprintf(const char *fmt, ...) { va_list ap; int cnt; 
 va_start(ap, fmt); cnt = vcprintf(fmt, ap); va_end(ap); 
 return cnt; } 
 
 int vcprintf(const char *fmt, va_list ap) { struct printbuf b; 
 b.idx = 0; b.cnt = 0; vprintfmt((void*)putch, &amp;b, fmt, ap); sys_cputs(b.buf, b.idx);//就是通过这里调用系统中断的 
 return b.cnt; } 
 //下面的sys_cputs是用户态下的，正是这个函数它调用了INT 0X30 
 void sys_cputs(const char *s, size_t len) { syscall(SYS_cputs, 0, (uint32_t)s, len, 0, 0, 0);//用户态的syscall } 
 //被上面的sys_cputs调用 
 static inline int32_t syscall(int num, int check, uint32_t a1, uint32_t a2, uint32_t a3, uint32_t a4, uint32_t a5) { int32_t ret; 
 asm volatile("int %1\n" &nbsp;&nbsp; : "=a" (ret) &nbsp;&nbsp; : "i" (T_SYSCALL), &nbsp;&nbsp;&nbsp; "a" (num), &nbsp;&nbsp;&nbsp; "d" (a1), &nbsp;&nbsp;&nbsp; "c" (a2), &nbsp;&nbsp;&nbsp; "b" (a3), &nbsp;&nbsp;&nbsp; "D" (a4), &nbsp;&nbsp;&nbsp; "S" (a5) &nbsp;&nbsp; : "cc", "memory"); if(check &amp;&amp; ret &gt; 0) &nbsp;&nbsp; panic("syscall %d returned %d (&gt; 0)", num, ret); 
 return ret; 
 } 
 经过以上一番折腾，系统进入中断。OS 的中断处理过程开始执行。它根据中断号和参数调用内核的处理函数,也是sys_cputs来处理。这个函数会调用内核的cprintf来实现。完成o(∩_∩)o...！ 
 //内核中的sys_cputs 
 static void sys_cputs(const char *s, size_t len) { // Check that the user has permission to read memory [s, s+len). // Destroy the environment if not. // LAB 3: Your code here. 
 // Print the string supplied by the user. cprintf("%.*s", len, s); } 
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