
这是汽车中控电脑自动引导系统加载活动,不同担心。
bootloader active翻译为:引导加载程序活动。当机器引导它的 *** 作系统时,BIOS 会读取引导介质上最前面的 512 字节(即人们所知的主引导记录(master boot record,MBR)。
在单一的 MBR 中只能存储一个 *** 作系统的引导记录,所以当需要多个 *** 作系统时就会出现问题。所以需要更灵活的引导加载程序。由于 BIOS 只能访问很少量的数据,所以大部分引导加载程序分两个阶段进行引导。
在引导的第一个阶段中,BIOS 引导一部分引导加载程序,即初始程序加载程序(initial program loader,IPL)。IPL 查询分区表,从而能够加载位于不同介质上任意位置的数据。首先通过这步 *** 作来定位第二阶段引导加载程序(其中包含加载程序的其余部分)。
第二阶段引导加载程序是引导加载程序的主体;很多人认为这才是引导加载程序的真正部分。它包含有加载程序更需要磁盘空间的部分,比如用户界面和内核引导程序。从简单的命令行到绘声绘色的 GUI,这些用户界面的范围很广泛。
引导加载程序通常配置为两种方式的其中之一:要么是作为主引导加载程序(primary boot loader),要么是作为二级引导加载程序(secondary boot loader)。主引导程序是安装在 MBR 上的第一阶段引导加载程序(见先前的描述)。
*** 作系统职责 :计算机用 *** 作系统来管理所有的资源,并将不同的设备和不同的程序连接起来。
*** 作系统与普通程序一样,在内存中运行。它的特殊之处是,能把普通程序与其他程序或者设备连接起来。
内存空间用来存放程序和数据,所有的程序都必须在内存空间中才能运行,用来容纳 *** 作系统的内存空间叫做 系统空间 ,容纳应用程序的内存空间叫做 用户空间 。
*** 作系统也被称为 内核 。程序要从键盘得到数据,必须向内核发出请求;若在显示器上显示结果,也要通过内核,程序中所有对设备的 *** 作都是通过内核进行的。
*** 作系统的基本功能: (1)防止硬件被失控的应用程序滥用;(2)向应用程序提供简单一致的机制来控制复杂而又通常大不相同的低级硬件设备。
在进行系统编程时,必须对系统的结构和工作方式有更深的了解,要知道内核提供哪些服务(系统调用),如何使用他们,系统有哪些资源和设备,不同的资源和设备如何 *** 作。
Linux系统编程中3个重要的方面:
内存被分为系统空间和用户空间,内核和它的数据结构位于系统空间,用户程序位于用户空间。用户通过终端连接到系统。文件存放在磁盘上,各种各样的设备被内核直接管理。用户程序可以通过内核来访问设备。用户也可以通过网路接入系统。
1、为了管理硬件资源和为应用程序开发人员提供良好的环境来使应用程序具有更好的兼容性,为了达到这个目的,内核提供一系列具备预定功能的多内核函数,通过一组称为系统调用(system call)的接口呈现给用户。系统调用把应用程序的请求传给内核,调用相应的的内核函数完成所需的处理,将处理结果返回给应用程序。
2、具有多任务处理的功能,通常靠进程来实现。
3、为了安全问题,一些I/O *** 作的指令都被限制在只有内核模式可以执行,因此 *** 作系统有必要提供接口来为应用程序提供诸如读取磁盘某位置的数据的接口,这些接口就被称为系统调用。
4、当 *** 作系统接收到系统调用请求后,会让处理器进入内核模式,从而执行诸如I/O *** 作,修改基址寄存器内容等指令,而当处理完系统调用内容后, *** 作系统会让处理器返回用户模式,来执行用户代码。
中断是 *** 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 *** 作,这个 *** 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 的标志位为“用户态”,这个动作意味着 *** 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 *** 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 *** 作系统, *** 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 *** 作系统提供给用户进程使用的接口,为了保证 *** 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 *** 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,比如:内存分配,文件读取,IO *** 作;这样可以保证系统的安全性,防止用户程序非法 *** 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;
“ *** 作系统调用执行用户程序的入口程序”具体流程如下:
当处理器执行到系统调用指令时,其工作状态由用户态切换到核心态。处理器将由执行用户指令变为执行 *** 作系统指令,即执行系统调用处理程序,该程序的入口地址根据系统调用号从中断向量表中获得。
包括用户进程下一条指令地址(即返回地址在内)的处理器现场被保存起来,然后系统调用处理程序开始执行结束时,通过中断返回指令,用户进程的现场信息被恢复,处理器重返用户进程后续指令执行。
流程说明
1、硬件接收到中断信号,立刻保存现场,并查找中断向量表,将CPU控制权转交给系统调用总入口程序。
2、对于系统调用总入口程序,也要先保存现场,将参数保存在内核的堆栈中。然后查找系统调用表,将CPU控制权转交给对应的系统调用处理程序或者是内核函数。
3、执行系统调用处理程序
4、恢复现场,返回用户程序。
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