সিস্টেম কল ও OS সার্ভিস

১ · সিস্টেম কল কী

সিস্টেম কলSystem Callএকটি ইউজার-মোড প্রোগ্রামের জন্য প্রিভিলেজড OS সার্ভিস (যেমন ফাইল পড়া, প্রসেস তৈরি করা) অনুরোধ করার একমাত্র, নিয়ন্ত্রিত পথ। হলো একটি ইউজার-মোড প্রোগ্রামের জন্য কোনো প্রিভিলেজড OS সার্ভিস অনুরোধ করার একমাত্র পথ — একটি ফাইল পড়া, একটি নতুন প্রসেস তৈরি করা, বা নেটওয়ার্কে ডেটা পাঠানো — এই সবকিছুর জন্য একটি প্রোগ্রামকে OS-কে অনুরোধ জানাতে হয়, নিজে সরাসরি হার্ডওয়্যার স্পর্শ করতে পারে না। সিস্টেম কল তাই অবিশ্বস্ত ইউজার কোড ও বিশ্বস্ত কার্নেলের মধ্যে একটি সুনির্দিষ্ট, সুরক্ষিত "দরজা" হিসেবে কাজ করে।

২ · ডুয়াল-মোড অপারেশন — ইউজার মোড বনাম কার্নেল মোড

হার্ডওয়্যারে একটি mode bitMode Bitহার্ডওয়্যারে একটি বিট যা ট্র্যাক করে CPU এই মুহূর্তে ইউজার মোডে নাকি কার্নেল মোডে চলছে। থাকে যা ট্র্যাক করে CPU এই মুহূর্তে কোন মোডে চলছে —

একটি সিস্টেম কল একটি নিয়ন্ত্রিত সুইচ ঘটায় — ইউজার মোড থেকে কার্নেল মোডে যায়, OS অনুরোধটি যাচাই করে/সম্পন্ন করে, তারপর নিয়ন্ত্রণ ইউজার মোডে ফিরিয়ে দেয়। প্রোগ্রামের কাছে এই পুরো প্রক্রিয়া একটি সাধারণ ফাংশন কলের মতোই দেখতে লাগে, কিন্তু ভেতরে একটি সম্পূর্ণ মোড-সুইচ ঘটে যাচ্ছে।

৩ · এই বিভাজন কেন গুরুত্বপূর্ণ

L01-এ আলোচিত সুরক্ষার প্রশ্নে ফিরে যাই — যদি প্রতিটি প্রোগ্রাম সরাসরি হার্ডওয়্যার অ্যাক্সেস পেত, একটি বাগযুক্ত বা ম্যালিশিয়াস প্রোগ্রাম সরাসরি হার্ডওয়্যার বা অন্য প্রসেসের মেমরি নষ্ট করে দিতে পারত। ইউজার/কার্নেল মোড বিভাজন এই ঝুঁকি ঠেকায় — শুধুমাত্র OS-এর নিজের কোড (যা যাচাই ও নিয়ন্ত্রিত) কার্নেল মোডে চলে, বাকি সব কোড সীমাবদ্ধ ইউজার মোডে আটকে থাকে। এই থিমটি এই কোর্সের M11 (প্রোটেকশন) ও রিং প্রোটেকশন পাঠে আরও গভীরভাবে ফিরে আসবে।

৪ · সিস্টেম কলের ক্যাটাগরি

৫ · একটি সিস্টেম-কল ডিসপ্যাচ টেবিলের সিমুলেশন

নিচের কোডে একটি সিমুলেটেড সিস্টেম-কল ডিসপ্যাচ টেবিল বানানো হয়েছে — current_mode-এর মান "kernel" না হলে (অর্থাৎ mode switch না ঘটে থাকলে) হ্যান্ডলার আদৌ চলতে দেওয়া হয় না, বরং একটি প্রোটেকশন ফল্ট রিটার্ন হয়।

# সিস্টেম কল ডিসপ্যাচ টেবিল -- সিমুলেটেড, বাস্তব কোনো kernel/hardware call নয়

def sys_create_process(args):
    return f"নতুন প্রসেস তৈরি হলো: {args['name']}"

def sys_read_file(args):
    return f"ফাইল পড়া হলো: {args['filename']}"

def sys_write_file(args):
    return f"ফাইলে লেখা হলো: {args['filename']} <- '{args['data']}'"

dispatch_table = {
    "create_process": sys_create_process,
    "read_file": sys_read_file,
    "write_file": sys_write_file,
}

def handle_syscall(name, args, current_mode):
    # current_mode == "kernel" ধরে নেওয়া হচ্ছে mode switch ইতিমধ্যে ঘটে গেছে
    if current_mode != "kernel":
        return f"[প্রোটেকশন ফল্ট] '{name}' প্রত্যাখ্যাত -- user mode থেকে সরাসরি প্রিভিলেজড অপারেশন করা যায় না"
    handler = dispatch_table.get(name)
    if handler is None:
        return f"[এরর] অজানা সিস্টেম কল: {name}"
    return handler(args)

print("--- স্বাভাবিক সিস্টেম কল (mode switch হয়ে গেছে ধরে নিয়ে) ---")
print(handle_syscall("create_process", {"name": "P1"}, current_mode="kernel"))
print(handle_syscall("write_file", {"filename": "notes.txt", "data": "hello"}, current_mode="kernel"))

print("\n--- সরাসরি user mode থেকে চেষ্টা (mode switch ছাড়াই) ---")
print(handle_syscall("write_file", {"filename": "notes.txt", "data": "hacked"}, current_mode="user"))