系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)與一般過程調(diào)用的實(shí)現(xiàn)相比，兩者間有很大差異。對(duì)于系統(tǒng)調(diào)用，控制是由原來的用戶態(tài)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)態(tài)，這是借助于中斷和陷入機(jī)制來完成的，在該機(jī)制中包括中斷和陷入硬件機(jī)構(gòu)及中斷與陷入處理程序兩部分。

　　中斷和陷入硬件機(jī)構(gòu)

　　圖1所示為中斷的處理過程。中斷可進(jìn)一步分為外中斷和內(nèi)中斷。外中斷是指由于外部設(shè)備事件所引起的中斷，如通常的磁盤中斷、打印機(jī)中斷等;而內(nèi)中斷則是指由于CPU內(nèi)部事件所引起的中斷，如程序出錯(cuò)(非法指令、地址越界)等。內(nèi)中斷(trap)也被譯為“陷入”或“陷阱”。

　　通常，陷入是由于執(zhí)行了現(xiàn)行指令引起的，而中斷則是由于系統(tǒng)中某事件引起的，該事件與現(xiàn)行指令無(wú)關(guān)。為了處理上的方便，通常針對(duì)不同的設(shè)備編制不同的中斷處理程序，并把該程序的入口地址放在某特定的內(nèi)存單元中。此外，不同的設(shè)備也對(duì)應(yīng)著不冋的處理機(jī)狀態(tài)字PSW，且把它放在與中斷處理程序入口指針相鄰接的特定單元中。在進(jìn)行中斷處理時(shí)，只要有了這樣兩個(gè)字，便可轉(zhuǎn)入相應(yīng)設(shè)備的中斷處理程序，重新裝配處理機(jī)的狀態(tài)字和優(yōu)先級(jí)，進(jìn)行對(duì)該設(shè)備的處理，因此這兩個(gè)字被稱為中斷向量。相應(yīng)地，把存放這兩個(gè)字的單元稱為中斷向景單元。類似地，對(duì)于陷入也有陷入向量表。由所有的中斷向景和陷入向景構(gòu)成了中斷和陷入向量表。

　　系統(tǒng)調(diào)用號(hào)和參數(shù)的設(shè)置

　　通常，一個(gè)系統(tǒng)中設(shè)置了幾十條甚至上百條系統(tǒng)調(diào)用，系統(tǒng)賦予每條系統(tǒng)調(diào)用一個(gè)唯一的系統(tǒng)凋用號(hào)。在有的系統(tǒng)中，直接把系統(tǒng)凋用號(hào)放在系統(tǒng)凋用命令中，如IBM370和早期的UNIX系統(tǒng)，是用系統(tǒng)調(diào)用命令的低8位存放系統(tǒng)調(diào)用號(hào);在另一些系統(tǒng)中，則將系統(tǒng)調(diào)用號(hào)裝入某指定寄存器或內(nèi)存單元中，如MS-DOS是將系統(tǒng)調(diào)用號(hào)放在AH寄存器中。每一條系統(tǒng)調(diào)用都含有若干個(gè)參數(shù)，在執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，設(shè)置系統(tǒng)調(diào)用所需的系數(shù)通常有兩種方式。

　　(1)直接將參數(shù)送入相應(yīng)的寄存器中。這是一種最簡(jiǎn)單的方式，MS-DOS采用的便是這種方式，即用MOV指令將各個(gè)參數(shù)送入相應(yīng)的寄存器中。這種方式的主要問題是由于寄存器數(shù)量有限，因而限制了所設(shè)置參數(shù)的數(shù)目。

　　(2)參數(shù)表方式。將系統(tǒng)調(diào)用所需的參數(shù)放入一張參數(shù)表中，再將指向該參數(shù)表的指針放在某個(gè)指定的寄存器中。在當(dāng)前大多數(shù)的OS中，如UNIX系統(tǒng)，便是采用了這種方式。該方式又可進(jìn)一步分成直接和間接兩種方式，如圖2所示。在直接參數(shù)方式中，將所有的參數(shù)值和參數(shù)的個(gè)數(shù)N都放入一張參數(shù)表中;而在間接參數(shù)方式中，則在參數(shù)表中僅存放參數(shù)個(gè)數(shù)和指向真正參數(shù)數(shù)據(jù)表的指針。

　　系統(tǒng)調(diào)用的處理步驟

　　在設(shè)置了系統(tǒng)凋用號(hào)和參數(shù)后，便可執(zhí)行一條系統(tǒng)凋用命令。不同的系統(tǒng)可采用不同的執(zhí)行方式。在UNIX系統(tǒng)中，是執(zhí)行CHMK命令;而在MS-DOS中則是執(zhí)行INT21軟中斷。

　　系統(tǒng)調(diào)用的處理過程可分成以下3步。

　　(1)將處理機(jī)狀態(tài)由用戶態(tài)轉(zhuǎn)為系統(tǒng)態(tài);之后，由硬件和內(nèi)核程序進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)用的一般性處理，即首先保護(hù)被中斷進(jìn)程的CPU環(huán)境，將處理機(jī)狀態(tài)字PSW、程序計(jì)數(shù)器PC、系統(tǒng)調(diào)用號(hào)、用戶找指針以及通用寄存器內(nèi)容等壓入堆棧;然后，將用戶定義的參數(shù)傳送到指定的地方保存起來。

　　(2)分析系統(tǒng)調(diào)用類型，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用處理子程序。為使不同的系統(tǒng)調(diào)用能方便地轉(zhuǎn)向相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用處理子程序，在系統(tǒng)中配置了一張系統(tǒng)調(diào)用入口表。表中的每個(gè)表目都對(duì)應(yīng)一條系統(tǒng)調(diào)用，其中包含該系統(tǒng)調(diào)用自帶參數(shù)的數(shù)目、系統(tǒng)調(diào)用處理子程序的入口地址等。內(nèi)核可利用系統(tǒng)調(diào)用號(hào)去查找該表，即可找到相應(yīng)處理子程序的入口地址而轉(zhuǎn)去執(zhí)行它。

　　(3)在系統(tǒng)調(diào)用處理子程序執(zhí)行完后，恢復(fù)被中斷的或設(shè)置新進(jìn)程的CPU現(xiàn)場(chǎng)，然后返冋被中斷進(jìn)程或新進(jìn)程，繼續(xù)往下執(zhí)行。

　　系統(tǒng)調(diào)用處理子程序的處理過程

　　系統(tǒng)調(diào)用的功能主要是由系統(tǒng)調(diào)用子程序來完成的。對(duì)于不同的系統(tǒng)調(diào)用，其處理程序?qū)?zhí)行不同的功能。

　　下面以一條在文件操作中常用的creat命令為例來說明處理子程序的處理過程。進(jìn)入creat的處理子程序后，內(nèi)核將根據(jù)用戶給定的文件路徑名Path，利用目錄檢索過程，去查找指定義件的目錄項(xiàng)。查找目錄的方式可以用順序查找法，也可用Hash查找法。如果在文件目錄中找到了指定文件的目錄項(xiàng)，表示用戶要利用一個(gè)已有文件來建立一個(gè)新文件。但如果在該巳有(存)文件的屬性中有不允許寫屬性，或者創(chuàng)建者不具有對(duì)該文件進(jìn)行修改的權(quán)限，便認(rèn)為是出錯(cuò)，隨即做出錯(cuò)處理;若不存在訪問權(quán)限問題，便將巳存文件的數(shù)據(jù)盤塊釋放掉，準(zhǔn)備寫入新的數(shù)據(jù)文件。如未找到指名文件，則表示要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新文件，內(nèi)核便從其目錄文件中找出一個(gè)空目錄項(xiàng)，并初始化該目錄項(xiàng)，包括填寫文件名、文件屬性、文件建立日期等，然后將新建文件打開。