王道操作系统pdf

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操作镇衫系统的概念：1.作为计算机系统资源的管理。2.作为用户和计算机硬件系统之间的接口。3.实现对计算机资源的抽象。

6. 王道操作系统—中断，系统调用

中断是操作系统内核获取CPU的 唯一 方法，正常情况下，CPU会执行用户程序，当内核需要执行行，可以通过中断让内核获取CPU的执行权；

中断的引入是为了程序的并发，当时间片用完，需要进行进程切换的操作，这个操作必须由内核完成，所以发出一个中断让内核获得CPU的执行权，此时CPU处于内核态；

内核态->用户态： 执行一条 特权指令 ——修改 PSW 的标纤脊誉志位为“用户态”，这个动作意味着操作系统 将主动让出CPU使用权

用户态->内核态： 由“中断”引发，硬件自动完成变态过程，触发中断信号意味着操作系统将强行夺 回CPU的使用权

CPU可以访问所有资源，包括所有内存，网卡等硬件资源；

CPU只能受限制的访问部分内存，并且不能直接访问硬件资源；

指特殊权限的指令，这些指令的权限很大，只能由内核调用，如果使用不当，极易造成系统奔溃，常见特权指令的功能有： 清内存、置时钟、分配系统资源、修改虚存的段表和页表，修改用户的访问权限等

一个用于表示毁段系统运行状态的字段，一般用一个寄存器表示，程序状态字PSW（Program Status Word）包括的状态位有：

1. trap： 由 陷入指令 引发，一般是用户程序主动故意触发，比如系统调用

2. fault： 可修复故障，内核修复完成后会将CPU归还给用户程序，常见的可修复故障：缺页

3. abort： 不可修复故障，直接停止该用户程序，常见的有：被除数为0，非法使用特权指令；

1. 时钟中断： 设置一个计时器，到时间会发出一个中断让CPU去执行中断服务程序

2. IO中断： 由硬件产生的中断

CPU中断的实现大概分为两个部分：

注意：中断处理程序是内核程序，所以此时CPU处于内核态；

在了解什么是系统调用之前，我们需要知道什么是操作系统，操作系统是计算机硬件和上层用户之间的接口，这里的上层用户可以是计算机的使用者，也可以是用户程序；

系统调用是操作系统提供给用户进程使用的接口，为了保证操作系统的安全，用户态进程无法访问某些资源，如果需要访问，必须通过系统调用借助内核来实现；

系统中的各种资源都是由操作系统同一管理的，所以设计到资源的使用都必须借助系统调用来完成野镇，比如：内存分配，文件读取，IO操作；这样可以保证系统的安全性，防止用户程序非法操作；

系统调用的原理就是用户态发出一个陷入指令（trap指令，防管指令），触发一个中断，让内核在中断响应程序中去替用户程序做事情；