第二章 操作系統運行環境

第二章 操作系統運行環境
    1.處理器狀態機狀態轉換
        領會
            特權指令和非特權指令
                特權指令：只能由操作系統使用的指令
                非特權指令：用戶可以使用的指令
            控制寄存器及程序狀態字
                用戶可見寄存器
                    編譯器分配，減少程序運行時訪問內存儲器的次數
                    如：數據寄存器、地址寄存器、條件碼寄存器
                控制和狀態寄存器
                    控制寄存器的操作
                    如：程序計數器、指令寄存器、程序狀態字
                程序狀態字
                    用以表明處理器當前的工作狀態
                    狀態代碼
                        CPU的工作狀態代碼
                            當前處理器的工作狀態是管態還是目態
                        條件碼
                            指令執行後的結果特徵
                        中斷屏蔽碼
                            是否允許中斷
            處理器狀態及狀態轉換
                管態
                    操作系統管理程序運行的狀態，具有較高的特權基本，又稱內核態、特權態
                目態
                    用戶程序運行時的狀態，具有較低的特權級別，又稱用戶態、普通態
                目態到管態的轉換
                    唯一途徑通過中斷。
                管態到目態的轉換
                    可通過設置PSW指令
    2.中斷/異常機制
        簡單應用
            中斷/異常的基本概念
                中斷
                    處理器對系統中或系統外發生異步事件的響應
                異常
                    正在執行的指令引發的
            中斷/異常的類型
                中斷類型
                    時鐘中斷
                    I/O中斷
                    控制檯中斷
                    硬件故障中斷
                異常
                    程序性中斷
                    訪管指令異常
            中斷/異常響應過程
                處理器接受中斷信號
                保護現場
                分析中斷向量
                將處理器的PC值置爲中斷處理程序的入口地址
                調用中斷處理程序
            中斷/異常處理程序
                接收和響應中斷
                保護中斷斷點現場
                分析中斷向量，調用中斷處理程序
                中斷處理結束恢復現場，原有程序繼續執行
            中斷優先級
                同一中斷級中的多個設備接口中同時都有中斷請求時
                    固定的優先數
                    輪轉法
            中斷屏蔽
                允許或禁止中斷系統對某些類別中斷的響應
            中斷嵌套
                正當處理一箇中斷時禁止使用其他中斷，此時系統將對任何新發生的中斷置之不理
                中斷嵌套，按照優先級處理中斷
    3.計算機系統中的相關硬件部件
        識記
            存儲系統
                RAM 隨機訪問存儲器
                ROM 只讀存儲器
    4.系統調用
        綜合應用
            系統調用的作用
                操作系統提供給編程人員的唯一接口
            系統調用與函數調用的區別
                運行在不同的系統狀態，函數調用處於相同的狀態，管態或目態；系統調用，調用程序運行在目態，被調用程序運行在系統態
                轉態的轉換
                    函數調用不涉及狀態轉換，系統調用，目態轉管態
                返回問題
                    函數調用返回原函數繼續執行；系統調用要判斷調用進程仍然具有最高優先級，有則返回到調用進程繼續執行，否則將引起重新調度，讓優先級高的進程優先執行
                嵌套調用
                    都允許嵌套調用，每個系統對嵌套調用的深度都有一定的限制