시스템 호출(System Call,시스템 콜)

시스템 호출(system call)은 운영 체제의 핵심 기능 중 하나로 사용자 모드에서 실행되는 애플리케이션 프로그램이 커널 모드에서 실행되는 운영체제의 서비스를 요청하는 매커니즘입니다. 시스템 콜을 통해 애플리케이션은 하드웨어 자원에 접근하거나 파일 시스템, 프로세스 관리, 메모리 관리 등의 기능을 사용할 수 있습니다.

 

특징

• 모드 전환 : 시스템 콜을 통해 사용자 모드에서 커널 모드로 전환됩니다. 이는 보안과 안전성을 위해 중요한 과정입니다.
• 프로그래밍 인터페이스 : 시스템 콜은 운영체제의 라이브러리로 다양한 프로그래밍 언어에서 이를 호출하여 OS기능을 사용할 수 있습니다
• 추상화 : 시스템 콜은 하드웨어와 직접 상호 작용하는 것을 추상화하여, 프로그램이 더 쉽게 하드웨어를 사용할 수 있도록 합니다.

 

주요 시스템 콜

1. 파일 시스템 관련
   • open() : 파일을 열거나 생성합니다.
   • read() :  파일에서 데이터를 읽습니다.
   • write(): 파일에 데이터를 씁니다.
   • close(): 열려 있는 파일을 닫습니다.
2. 프로세스 관리
   • fork(): 새로운 프로세스를 생성합니다.
   • exec(): 현재 프로세스를 새로운 프로그램으로 대체합니다.
   • wait(): 자식 프로세스가 종료될 때까지 기다립니다.
   • exit(): 프로세스를 종료합니다.
3. 메모리 관리
   • mmap(): 파일이나 장치 메모리를 메모리 맵핑합니다.
   • munmap(): 메모리 맵핑을 해제합니다.
4. 디바이스 관리
   • ioctl(): 장치의 제어 및 설정을 위한 다양한 작업을 수행합니다.

 

시스템 콜의 동작 과정

 

1. 애플리케이션이 시스템 콜을 호출합니다.
2. 시스템 콜 번호와 인자가 레지스터나 스택에 설정됩니다. 
3. 소프트웨어 인터럽트(예: int 0x80 on x86)나 시스템 콜 명령어를 통해 커널 모드로 전환됩니다.
4. 커널이 해당 시스템 콜 핸들러를 실행합니다.
5. 커널이 요청된 작업을 수행한 후, 결과를 레지스터에 저장하고 사용자 모드로 복귀합니다.
6. 애플리케이션이 시스템 콜의 결과를 확인하고 이어서 실행을 계속합니다.