操作系统学习笔记2

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操作系统的运行环境

1、操作系统的运行机制

  • 时钟管理
    • 计时:提供系统时间
    • 时钟中断:比如进程切换
  • 中断机制
    • 提高多道程序环境下CPU利用率
    • 外中断:中断信号来源于->外部设备(I/O设备、输入输出、文件操作等等)
    • 内中断:中断信号来源于->当前指令(当前正在执行的应用程序)
      • 陷阱/陷入(Trap):由应用程序主动引发的(程序调用系统服务:读文件、访问操作系统内核程序等等,CPU从用户态转到内核态执行特权指令)
      • 故障(falult):由错误条件引发(内存缺页故障)
      • 终止(abort):由致命错误引发(算数溢出、内存越界等等)
  • 中断的处理过程
    • 关中断(此时CPU不再响应更高级的中断请求),由计算机硬件的中断隐指令实现
    • 保存断点,保存程序计数器,处理完中断后能够回来继续执行后面的指令
    • 引出中断服务程序,获取处理中断的程序的地址
    • 保存现场和屏蔽字,执行指令的数据都保存在寄存器中,获取寄存器中的数据,方便处理中断完毕后能够回来从记录的数据的基础上去继续执行指令。
    • 开中断,此时CPU可以响应其他中断请求(并发响应)
    • 执行中断服务程序
    • 关中断
    • 恢复现场和屏蔽字,将从寄存器中拿走的数据还给寄存器,继续执行后面的指令
    • 开中断,发出中断返回指令,代表着中断处理结束

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  • 原语(运行在内核空间)

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  • 系统数据结构

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  • 系统调用

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