Add Operating System Introduction

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+title: "Systèmes d'exploitation : Introduction"
+date: 2021-09-10
+tags: ["système", "appels système", "interruption"]
+categories: ["Systèmes d'exploitation", "Cours"]
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+
+## Qu'est ce que c'est?
+
+D'après
+[Wikipedia](https://fr.wikipedia.org/wiki/Syst%C3%A8me_d%27exploitation), "un
+système d'exploitation est est un ensemble de programmes qui dirige
+l'utilisation des ressources d'un ordinateur par des logiciels applicatifs."
+
+Il permet l'abstraction matérielle *(via les pilotes de périphériques)*, la
+gestion des processus *(et leur séparation, permettant à un processus défectueux
+de ne pas impacter les autres)*, la gestion fine des ressources...
+
+Le systèmes d'exploitation prend en charge la gestion du processeur, de la
+mémoire, des accès disques, de la pile réseau, les services et souvent aussi
+l'interface graphique. Il peut-être *(rarement)* mono-utilisateur ou 
+multi-utilisateur.
+
+Il est donc important de ne pas confondre **Noyau** et système d'exploitation,
+le premier étant une partie du second.
+
+## Les interruptions
+
+D'après [Wikipedia](https://fr.wikipedia.org/wiki/Interruption_(informatique)),
+"une interruption est une suspension temporaire de l'exécution d'un programme
+informatique par le microprocesseur afin d'exécuter un programme prioritaire
+(appelé service d'interruption)."
+
+
+Les interruptions peuvent être envoyées par les périphériques ou le CPU
+lui-même. Lors de l'envoi d'une interruption, aucun message n'est envoyé,
+seulement son numéro, le CPU fait alors un saut vers une routine définie par
+**la table d'interruption**. Cette table est mise en place par le *noyau* en
+RAM. Cette table contient une entrée par interruption. 
+
+Il existe deux grand type 
+d'interruption:
+
+ * Celle basées sur le matériel
+ * Celle basée sur le temps (horloge)
+
+La routine propre à l'interruption appellen ensuite une *iret* afin de reprendre
+l'exécution précédente.
+
+sous certaines conditions, certaines interruptions sont "masquable" *(mais elle
+ne peuvent pas être ignorées)*.
+
+### Le cas du timer
+
+C'est une interruption déclenchée à intervalle régulier, en général toutes les
+10ms. Ainsi un processus ne peut pas monopoliser indéfiniment le CPU. Ainsi le
+noyau peut stopper, voire tuer un processus trop gourmand.
+
+## Les privilèges
+
+Nous avons besoin de contrôler ce que font les processus, seult le noyau doit
+être tout-puissant. Le contrôle des instructions autorisée ou non ne peut se
+faire **qu'au niveau du matériel** et donc du CPU.
+
+Ainsi ce dernier disponse de deux modes de fonctionnement: 
+
+ * **protégé**: seul un nombre restreint d'instruction sont disponibles
+ * **réel** (ou noyau) toutes les instructions sont disponibles.
+
+Si une instruction privilégiée est exécutées par un processus, une exception
+(sorte d'interruption) est lancée.
+
+Pour des questions de sécurité, un processus ne doit pas pouvoir exécuter des
+instructions privilegiées. En effet le rôle du noyau ets aussi de faire
+abstraction du matériel, lui seul y a accès. Cependant certains processus ont
+besoin d'y accéder **un affichage** avec `printf` ou la **saisie d'un texte au
+clavier** ou encore **créer un processus**.
+
+### Les appels systèmes
+
+Pour celà le noyau dispose d'un mécanisme : **les appels systèmes**. ainsi le
+noyau contient des routines pouvant être utiles aux processus. Ces routines sont
+appelés par des interruptions logicielles. Le processus positionne  le numéro de
+l'appel un registre (`%eax` sur les processeurs Intel) et lance l'interruption.
+
+Côté noyau, une table contenant la liste des appels systèmes est positionnée en
+RAM.
+
+L'utilisation des appels systèmes est sécurisée : les processus ne joue pas avec
+des adresse mémoires contenant des routines, mais ne connaissent seulement son
+numéro. Les paramètres necessaires aux appels sont eux stockés sur la pile.
+
+### Dans les systèmes modernes.
+
+Ils sont nombreux : on en compte environ 330 dans Linux et plus de 500 dans
+MacOSX. 
+
+Sour Linux, certaines routines sont inclues dans la `libc` et ne sont donc pas
+des appels système. Par exemple `printf` qui affiche des éléments à l'écran et
+inclu dans la `libc` utilise l'appel système `write`.