1OS总览

OS总览

程序生成过程

• 预处理过程：将需要引用的内容插入到源文件中，形成.i文件

  • gcc -e xxx.c -o xxx.i

• 编译阶段：将.i文件翻译成汇编程序

  • gcc -s xxx.i -o xxx.s

• 汇编阶段：汇编器将.s文件翻译成机器语言指令

  • gcc -c xxx.s -o xxx.o

• 链接阶段：将.o文件与一些预编译的库文件链接在一起，形成可执行文件

操作系统如何区分和识别代码

根据“语境”来分析

计算机整体的架构

用户态和内核态运行在CPU中，通过程序状态寄存器控制这两种状态

在内核态的情况下，能够运行任何指令，开放硬件的一切

在用户态的情况下，部分功能不能运行，对指令有所限制

为了获取操作系统的服务，必须要调用操作系统对外的接口

硬件作用

• 寄存器

  • 通用寄存器：用于保存变量和临时结果
    • 程序计数器：用于存储指向下一条指令的地址
    • 用于保存堆栈指针
    • 程序状态寄存器：用于维护long型的数据集合，跟踪当前系统的状态

• CPU：执行指令（从寄存器读取）

存储层次结构

指令集架构

CPU处理指令的规则（人为编写的）

用于描述机器代码所执行的效果

处理器的微体系结构

用于描述处理器的具体实现

CPU流水线

CPU为了提升性能，将功能分为：

• 取指单元

• 解码单元

• 执行单元

局部性原理

缓存造成性能的提升

时间重复性

某一个内存多次被重复引用

空间重复性

某一个内存附近的内存被引用