操作系统学习基础

Posted 2020-08-13 伊甸一点

操作系统学习基础

操作系统程序的运行提供环境

操作系统是直接运行在硬件上的特殊软件

CPU的中断是操作系统的生命所在！

学习操作系统需要注意的地方

了解C内存模型/UNIX/地址

CPU Clock Rates

由于速度差异，CPU和外设通过中断并行工作

多道程序出现，并发执行

多用户同时使用一个机器，互不干涉

重点：C语言内存结构

该C语言内存模型在物理上存在，实际并上不存在，栈只有在运行的时候才存在，堆也是（在可执行文件中没有）

环境变量可看作栈的一部分，是main的参数。

参数调用过程中的跳转，考虑为什么这样实现！

参数和局部变量在变量的角度看是一样的

从硬盘拿到可执行文件放到内存

windows下可执行文件的扩展名：.exe , .sys , .com ,.bat等

一般操作系统会读可执行文件的128个字符

CPU得知道寄存器运行的途径，并进行控制。

每个地址是有多个寄存器的

中断用于解决CPU与外设的操作关系

中断：外设为了让CPU了解自己的信息给出的刺激

CPU只有一个管脚，中断控制器连CPU，外设连中断控制器，中断是在当前指令完成后发生的，查中断向量表，找地址，中断处理程序。win2000之前的都不算现代操作系统

很小的操作系统：μCos 、Cos——C：Card

单道批处理系统与多道批处理系统

Real-Time System 实时系统——可预期

硬实时：必须在规定时间内完成

软实时：尽力而为，如互联网

实时系统与交互系统是矛盾的，桌面系统是结合了软实时的交互系统

操作系统从User mode进入Kernel mode需要由swi（software interrupt 软中断）指令触发exception。

所有User模式下软件的系统调用（System Call）都是通过swi指令进入Kernel模式的。Glibc中包含了一系列的System Call，如常用的open、read、write、ioctl，每个System call对应一个System call number。每个System call在kernel中都有相应函数来完成。在_vector_start开始的向量表中SWI exception handle将从vector_swi开始执行。实际vector_swi代码在entry_common.s中。Vector_swi主要做的事情就是根据user mode执行swi时存在寄存器中的system call number找到kernel中对应的handler routine,并跳转到该routine执行。

CPSR （current program status register）程序状态寄存器，包含条件码标志、中断禁止位、当前处理器模式以及其他状态信息。

从异常exception返回时要修改CPSR，从而恢复到Exception发生时的CPU mode继续执行。