무엇을 공부해할지 오래 헤맸다. 주니어인 지금 운영체제, 네트워크, 데이터베이스 이론을 제대로 공부하면 앞으로의 개발이 편해질 것이란 결론이 나왔다. 우선 Operating Systems: Three Easy Pieces를 보며 공부하는 중이다. (과제 깃)
What is System Call?
cpu는 두가지 processor mode를 가진다. OS가 컨트롤을 가지는 kernel mode에서는 기능이 제한되지 않지만 프로세스가 실행되는 user mode에서는 보안을 위해 시스템에 영향을 줄 수 있는 기능이 제한된다. user mode에서도 제한된 기능을 사용할 수 있도록 제공되는 기능이 system call이다. 즉 프로세스가 OS에 컨트롤을 넘기고 결과를 돌려받는 것이다.
Trap, Trap table, Trap handler
trap은 user mode에서 kernel mode로 전환시킨다. kernel mode에서 프로그램의 어떤 코드라도 실행 가능하다면 보안에 치명적일 것이다. 이를 방지하기 위해 trap table이 존재하고 프로세스가 요청할 수 있는 기능이 제한된다. system call이 요청되면 OS는 system-call number에 맞는 trap handler를 trap table내에서 찾아 실행시킨다.
Procedure of system call
Brief process
- trap instruction이 실행되며 user mode에서 kernel mode로 전환된다. 실행되고 있는 프로그램이 return-from-trap 후에 다시 정상적으로 실행될 수 있도록 PC, 레지스터 정보가 kernel stack에 저장된다.
- syscall이 실행된다.
- return-from-trap이 실행된다. kernel stack에 넣은 값을 복구하고 user mode에서 PC의 다음 명렬을 수행한다.
Timeline
| OS(kernel mode) | Hardware | Program(user mode) |
|---|---|---|
| boot | ||
| Initialize trap table | ||
| remember address of syscall handler | ||
| run program | ||
| Create entry for process list Allocate memory for program Load program into memory Setup user stack with argv Fill kernel stack with reg/PC | ||
| return from trap | ||
| restore regs from kernel stack move to user mode jump to main | ||
| Run main() execute instructions Call system call | ||
| trap into OS | ||
| save regs to kernel stack move to kernel mode jump to trap handler | ||
| Handle trap do work of syscall | ||
| return from trap | ||
| restore regs from kernel stack move to user mode jump to PC after trap | ||
| execute instructions exit() | ||
| trap | ||
| Free memory of processes Remove from process list |
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