L4 操作系统接口
本节比较简单，故与第五节课程笔记一起发布。本节主要是研究 上层应用 是怎么穿过边界进入 操作系统。
- 接口：操作系统提供的重要函数/指令(
system call)，用来连接硬件，所以OS接口就是系统调用- POSIX（Portable Operating System Interface of UNIX, 可移植操作系统接口）：IEEE制定的OS接口标准
L5 系统调用实现
本节课程是重点，强调了系统调用的底层实现逻辑，主要涵盖三个问题：
1、用户系统调用 为什么 不应该进入内核？
2、怎么样 做到不让用户进入内核？
3、系统调用想进去内核应该 怎么办？
1、用户系统调用为什么不应该进入内核？
- 为了系统的隐私性，不能随意的
jmp和mov来获取内存中的数据。
- 内核（Kernel）：内核是操作系统的核心部分，它负责管理系统的各种资源（如CPU、内存、设备等），提供服务给用户程序，实现了操作系统的基本功能，比如进程管理、内存管理、文件系统、设备驱动程序等。内核通常是操作系统的一个独立模块，负责运行在最高特权级别，控制整个系统的运行。
- 内存（Memory）：内存是计算机系统中用于存储数据和程序的一种硬件设备。它是用来存放程序和数据的临时存储区域，供 CPU 进行读写操作。操作系统通过内存管理的功能来管理计算机系统中的内存资源，包括分配、释放、保护和共享内存等操作。
2、怎么做到不让用户进入内核？
- 硬件电路将内核程序和用户程序隔离，防止随意
jmp
- DPL（目标段特权级），CPL（当前段特权级），特权级数字越小等级越高。只有当 DPL≤CPL（由硬件来检查），当前段才可以访问目标段。
特权级： 核心态 = 0 OS服务 = 1/2 用户态 = 3
- 系统初始化
head.s执行时，建立 GDT 表象时就初始化了各态的特权级别
3、系统调用想进去内核应该通过什么手段？
- 硬件提供了主动进入内核的方法：中断指令 int
open展开实际包含了中断 int 指令，来实现调用内核
4、用户程序包含 int 指令的代码
- 只能通过
int 0x80进入OS内核
- write 指令的系统调用，通过 宏 来展开
_asm_volatile（内嵌汇编），输出=a即eax。先将NR_##name置给 eax。代入即把write置给eax。核心：将系统调用号置给 eax，然后调用int 0x80
// 定义（上面这一页 PPT 是定义）
// weite 指令的调用（再上一页 PPT 是调用）
syscal13(int, write, int, fd, char const *buf, off_t, count)
/* 把 write 置给 eax （实际是一个系统调用号 _NR_write）
把 fd 置给 bax, *buf 置给 cax, count 置给 dax */
5、操作系统写中断处理
- 在
IDT表中取出中断处理函数
- 实现了
DPL = 3，CPL = 0, 用户程序就可以进入内核了
6、操作系统根据编号执行相应代码
write的系统调用对应的地址，乘4 是因为每次函数位置占32位 -> 4个字节。
- 通过 int 0x80 指令（CPL = 3, DPL = 3），才能穿过接口到达系统
至此，本节课程已介绍完毕。
再次强调一下本系列文章的定位：希望通过这一系列文章，可以帮助大家巩固与学习李治军老师课程上的重点内容。同时，也为大家后续知识点遗忘提供了查阅的渠道，而无需去视频中寻找知识，故本系列文章图片均保留了课堂笔记。希望对大家有所帮助！
