[CS] 시스템 콜(System Call)

📌 사용자 모드에서 커널 모드로 전환하기 위해 필요한 인터페이스

✅ 운영체제는 사용자 모드(User mode)와 커널 모드(Kernel mode)로 나뉘어 동작하고, 이렇게 나뉘어 동작하는 것을 이중 동작 모드(Dual Mode Operation)라고 함

☑️ 사용자 모드 : 접근할 수 있는 메모리 영역이 사용자에게 허용된 정도로 제한되어 있고, 하드웨어에 직접적으로 접근할 수 없음

☑️ 커널 모드 : 모든 시스템 메모리와 CPU Instruction에 접근 가능하고, 하드웨어에 직접적으로 접근할 수 있음

⇒ 커널 모드가 사용자 모드보다 높은 권한을 가져 사용자 모드에서 유저 애플리케이션의 필요에 따라 커널 모드로 변환하여 시스템 영역에 접근할 수 있음

☑️ 왜 이중 동작 모드 구동 ?

: 시스템을 보호하기 위함 (유저 애플리케이션이 함부로 시스템 자원에 접근할 수 없게 함)

 

시스템 콜 처리

1️⃣ 사용자 프로세스가 시스템 콜 호출 (커널 모드 진입)

2️⃣ 커널은 내부적으로 시스템 콜을 구분하기 위해 기능별로 고유번호를 할당하고 그 번호에 해당하는 제어 루틴을 정의

3️⃣ 커널은 요청받은 시스템 콜에 대응하는 고유번호를 확인하고 번호에 맞는 서비스 루틴 호출

4️⃣ 커널은 서비스 루틴을 처리하고, 사용자 모드로 전환

 

시스템 콜 유형

1️⃣ 프로세스 제어(Process Control) : 프로세스 실행, 생성, 대기 등

• fork()
• exec()
• wait()
• exit()

2️⃣ 파일 조작(File Manipulation) : 파일 열기, 읽기, 쓰기 등

• open()
• read()
• write()
• close()

3️⃣ 장치 관리(Device Management) : 디바이스 부착, 분리, 읽기, 쓰기 등

• ioctl()
• read()
• write()

4️⃣ 정보 유지(Information Maintenance) : 시간, 날짜 설정 등

• getpid()
• alarm()
• sleep()

5️⃣ 통신(Communication) : 통신 연결 생성, 제거, 상태 정보 전달 등

• pipe()
• shm_open()
• mmap()

6️⃣ 보호(Protection)

• chmod()
• umask()
• chown()