❓Что такое системные вызовы?

❓Что такое системные вызовы?
Всем привет. Сегодня мы с вами поговорим о том, что такое системные вызовы и для чего они нужны.

💻Системные вызовы - это набор функций и процедур, предоставляемых операционной системой для взаимодействия с аппаратным обеспечением и другими программами. Они играют важную роль в операционных системах, таких как Windows, позволяя разработчикам использовать функциональность ОС для создания приложений.
Системные вызовы представляют собой интерфейс между пользовательскими программами и операционной системой. Они позволяют программам получать доступ к различным ресурсам, таким как файлы, процессы и сетевые соединения. Системные вызовы выполняют роль моста между аппаратным обеспечением и прикладным ПО, обеспечивая безопасность и контроль доступа к ресурсам.
Системные вызовы являются важной частью операционной системы Windows, предоставляя программам возможность взаимодействия с ядром системы и выполнения различных задач

😒Основная цель системных вызовов - предоставить программистам легкий и удобный способ работать с ресурсами компьютера и выполнять разнообразные операции. Системные вызовы позволяют программам создавать, открывать и закрывать файлы, управлять процессами, взаимодействовать с сетью, работать с памятью и многое другое.
Так же стстемные вызовы Windows предоставляют разработчикам широкие возможности для работы с операционной системой. Они позволяют создавать и управлять процессами, работать с файлами и каталогами, обрабатывать сетевые соединения и многое другое. Благодаря системным вызовам Windows разработчики могут создавать разнообразные приложения для работы с операционной системой и использовать ее потенциал на полную мощность.

👀Обзор системных вызовов Windows:
Сейчас я бы хотел рассказать вам о базовых системных вызовах Windows, которые используются продвинутыми пользователями ПК и программистами практически каждый раз, когда они требуются, очень упрощая им жизнь. Данными системными вызовами являются CreateFile, ReadFile и WriteFile. О последнем я расскажу чуть меньше, так как его синтаксис похож на ReadFile.
1) Системный вызов CreateFile предназначен для создания или открытия файла на диске. Он позволяет указать имя файла, атрибуты, параметры безопасности и режим доступа к файлу. CreateFile возвращает дескриптор файла, который может быть использован для выполнения операций чтения, записи и т. д.
Синтаксис системного вызова CreateFile выглядит следующим образом:
HANDLE CreateFile(
LPCTSTR lpFileName,
DWORD dwDesiredAccess,
DWORD dwShareMode,
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes,
DWORD dwCreationDisposition,
DWORD dwFlagsAndAttributes,
HANDLE hTemplateFile
);

‼️Параметры, используемые в системном вызове CreateFile:
— lpFileName: указатель на строку, содержащую имя файла или пути к файлу, который нужно создать или открыть.
— dwDesiredAccess: битовая маска, указывающая требуемый доступ к файлу. Например, файл может быть открыт для чтения, записи или обоих операций.
— dwShareMode: битовая маска, указывающая режим совместного доступа к файлу другими процессами. Например, файл может быть открыт для разделения чтения и записи между несколькими процессами.
— lpSecurityAttributes: указатель определяющуй атрибуты безопасности для создаваемого файла.
— dwCreationDisposition: значение, определяющее, что делать с файлом в случае его существования или отсутствия. Например, файл может быть создан, открыт или перезаписан.
— dwFlagsAndAttributes: дополнительные флаги, указывающие различные атрибуты файла или опции открытия. Например, можно указать флаг FILE_ATTRIBUTE_READONLY для открытия файла только для чтения.
— hTemplateFile: дескриптор файла-шаблона, используемый для определения атрибутов нового файла, если задано значение CREATE_NEW и CREATE_ALWAYS для параметра dwCreationDisposition.
Возвращаемое значение системного вызова CreateFile - дескриптор файла, который представляет открытый файл и используется в последующих операциях с файлом. Если операция создания или открытия файла не удалась, возвращается специальное значение INVALID_HANDLE_VALUE.

Важно отметить следующие особенности системного вызова CreateFile:
1. Параметры доступа: параметр dwDesiredAccess определяет, какие операции могут быть выполнены с открытым файлом. Например, GENERIC_READ позволяет только чтение данных, а GENERIC_WRITE позволяет только запись данных. Комбинации этих значений позволяют указывать различные комбинации доступа.
2. Режим совместного доступа: параметр dwShareMode указывает, как файл может быть использован другими процессами. Например, FILE_SHARE_READ позволяет другим процессам открывать файл только для чтения. Режим совместного доступа может использоваться для предотвращения блокировки файла другими процессами.
3. Атрибуты безопасности: параметр lpSecurityAttributes позволяет указать дополнительные атрибуты безопасности для создаваемого файла. Например, можно указать, что файл может быть доступен только для определенных пользователей или групп.
4. Режим создания и открытия файла: параметр dwCreationDisposition определяет, как файл будет взаимодействовать с файловой системой. Например, CREATE_NEW создает новый файл, если файл с таким именем не существует, или возвращает ошибку. Параметр может также указывать на открытие, перезапись или дополнение существующего файла.
5. Дополнительные флаги и атрибуты: параметр dwFlagsAndAttributes позволяет указать дополнительные флаги или атрибуты файла при создании или открытии. Например, FILE_ATTRIBUTE_HIDDEN делает файл скрытым, а FILE_FLAG_WRITE_THROUGH гарантирует незамедлительную запись данных на диск.

😒2) Системные вызовы ReadFile и WriteFile используются для чтения содержимого файла и записи данных в файл соответственно. Оба вызова принимают дескриптор файла, буфер для чтения или записи и размер данных. ReadFile читает данные из файла в буфер, а WriteFile записывает данные из буфера в файл.
Синтаксис системного вызова ReadFile выглядит так:
BOOL ReadFile(
HANDLE hFile,
LPVOID lpBuffer,
DWORD nNumberOfBytesToRead, .
LPDWORD lpNumberOfBytesRead,
LPOVERLAPPED lpOverlapped
);
‼️Параметры, используемые в системном вызове ReadFile:
— hFile: дескриптор файла или устройства, из которого нужно считать данные.
— lpBuffer: указатель на буфер, в который будут помещены прочитанные данные.
— nNumberOfBytesToRead: количество байтов, которое нужно прочитать.
— lpNumberOfBytesRead: указатель, в который будет записано фактическое количество прочитанных байтов.
— lpOverlapped: указатель на структуру OVERLAPPED, используемую для асинхронных операций чтения.

Возвращаемое значение системного вызова ReadFile - логическое значение BOOL, которое показывает успешно ли прошла операция чтения. Если операция чтения прошла успешно, возвращается значение TRUE, в противном случае возвращается FALSE.
. .
Системный вызов ReadFile имеет несколько важных особенностей:
1. Блокирующий и неблокирующий режимы: ReadFile может работать как в блокирующем, так и в неблокирующем режиме. В блокирующем режиме он ожидает, пока данные не будут доступны для чтения, что может привести к блокировке работы приложения. В неблокирующем режиме он считывает доступные данные немедленно и возвращает управление приложению, независимо от наличия данных.
2. Асинхронное чтение: ReadFile может быть вызван асинхронно с помощью передачи структуры OVERLAPPED в качестве аргумента lpOverlapped, что позволяет продолжить выполнение операции чтения без блокирования потока исполнения приложения.
3. Позиционирование в файле: ReadFile изменяет текущую позицию указателя файла таким образом, что следующий вызов этого же вызова будет продолжать чтение с того места, где остановился предыдущий вызов.
Системный вызов ReadFile является основой для многих операций чтения файлов в Windows. Благодаря этому вызову программы могут эффективно и надежно считывать данные из файлов разных типов и устройств, что делает его неотъемлемой частью работы с файлами в системе Windows.

🕯Примеры использования этих системных вызовов:
Допустим, у нас есть приложение, которое нужно открыть файл, прочитать его содержимое и затем записать новые данные обратно в файл. Мы можем использовать системные вызовы CreateFile, ReadFile и WriteFile для выполнения этих операций.
Сначала мы вызываем CreateFile для открытия файла и получения дескриптора. Затем используем ReadFile, чтобы прочитать данные из файла в буфер. После этого мы обрабатываем данные в буфере и изменяем их.
Наконец, мы вызываем WriteFile, чтобы записать измененные данные обратно в файл. Это простой пример использования системных вызовов для работы с файлами.
Теперь рассмотрим системный вызов CreateProcess, который позволяет создавать новые процессы в операционной системе Windows. При вызове CreateProcess мы указываем имя исполняемого файла, параметры командной строки и опции безопасности. Он возвращает идентификатор процесса и идентификатор основной нити в новом процессе.
Параметры безопасности и настройки, доступные при использовании CreateProcess, позволяют контролировать различные аспекты взаимодействия с создаваеым процессом. Это включает в себя установку разрешений доступа, настройку окружения процесса и многие другие возможности.
Следующий системный вызов - Socket, который используется для работы с сетевыми соединениями. Сокет - это интерфейс программного обеспечения для сетевого взаимодействия. Системный вызов Socket позволяет создать сокет и настроить его параметры.
Сокеты имеют различные типы, такие как потоковые и дейтаграммные, и используются для установления соединений и передачи данных по сети. Процесс установления соединения и отправки данных с помощью сокета включает в себя создание сокета, привязку его к определенному адресу, установку соединения с удаленным хостом и передачу данных через сокет.

🌐Применение системных вызовов Windows:
. .
Например, системные вызовы ReadFile и WriteFile могут использоваться для чтения и записи в файлы. Это может быть полезно для приложений, которые обрабатывают файловые данные, такие как текстовые редакторы, базы данных и другие системы хранения данных.
Системный вызов CreateProcess позволяет создавать и управлять процессами. Это может быть полезно для сценариев, требующих запуска внешних программ или многопоточной обработки данных.
Системный вызов Socket используется для работы с сетевыми соединениями. Он может быть использован для создания серверных или клиентских приложений, которые взаимодействуют по сети. Примером таких приложений являются веб-серверы, почтовые клиенты, чаты и другие.

‼️В операционной системе Windows есть и другие важные системные вызовы
1. Системный вызов OpenProcess используется для получения дескриптора процесса. Он принимает идентификатор процесса и флаги, определяющие режим доступа. OpenProcess позволяет программам взаимодействовать с другими процессами и выполнять различные действия, такие как чтение или изменение памяти процесса.
2. Системный вызов CreateThread используется для создания нового потока в процессе. Он принимает указатель на функцию, которая должна быть выполнена в новом потоке, и аргументы для этой функции. CreateThread позволяет программам выполнять параллельные операции и улучшать произодительность приложений.
3. Системный вызов CreateMutex используется для создания мьютекса, который является объектом синхронизации и позволяет ограничивать доступ к ресурсам между несколькими потоками или процессами. CreateMutex принимает флаги, определяющие правила доступа к мьютексу.
4. Системный вызов Connect используется для установления соединения с удаленным сетевым адресом. Он принимает сокет, который был создан с помощью системного вызова socket, и структуру, описывающую удаленный адрес. Connect позволяет программам устанавливать сетевые соединения и взаимодействовать с удаленными узлами.
5. Системный вызов WaitForSingleObject используется для ожидания завершения указанного объекта синхронизации. Он принимает дескриптор объекта и время ожидания. WaitForSingleObject позволяет программам синхронизировать работу с различными ресурсами и ожидать их доступности.

Правильное использование аргументов и возвращаемых значений системных вызовов является важным аспектом разработки приложений для Windows. Неверное использование аргументов или неправильная обработка возвращаемых значений может привести к ошибкам и нестабильности приложения. При вызове системных функций также необходимо учитывать возможность возникновения ошибок и исключительных ситуаций. Правильная обработка ошибок и восстановление после них играют важную роль в создании надежных и стабильных приложений.

АВТОР: @klassiekke ДЛЯ BLACKOWL @blackowlinfo