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计算机工程知识运行环境思维导图

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简要介绍计算机工程知识运行环境的有关内容

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思维导图大纲

运行环境思维导图模板大纲

运行机制

中断机制

操作系统完成的操作也就是程序完成的(2015、2020)

子程序调用只保存PC;中断程序需要保存PC和PSW(2012)

由硬件找到中断向量表,但中断向量表的初始化由操作系统完成

原语操作

由若干指令组成的、用于完成一定功能的一个过程

执行过程中不允许被中断

原子操作在系统态下执行,常驻内存

时钟管理(2018)

与时钟中断相关:系统时间、进程时间片、延时、定时器、进程调度...

系统调用

系统调用过程

高级语言调用库函数,库函数翻译为汇编语言,需要执行系统调用

取系统调用号,检查其合法性(linux用寄存器存放用用程序传递的系统调用号)

执行int 80h产生中断,把处理机状态由用户态变为内核态

保存CPU环境

根据系统调用号,查找系统调用入口表,执行处理程序

恢复CPU现场,主程序继续往下执行

每个系统有许多系统调用,每个系统调用有唯一的系统调用号

核心态到用户态:操作系统程序执行;用户态到核心态:int 0x80硬件中断机制

传递调用参数、执行陷入指令、执行服务程序、返回用户态(2017)

访管指令(陷入指令、trap指令)

在用户态使用,不是特权指令,用户程序借此发起系统调用

广义指令的调用可能在用户态,但执行一定在内核态

中断机制:一个操作系统所有的系统调用,都通过一个中断入口来实现

操作系统不同,为用户提供的系统调用接口也就不同

参数传递:陷入指令自带或者应用程序传到某个寄存器等

指令类别

非特权指令:在用户态运行的指令

读写内存、算术运算

特权指令:在系统态运行的指令

I/O指令、置中断、设置系统时间、存取用于内存保护的寄存器、清理内存、修改权限

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