操作系统（HIT *军先生） ----- 学习笔记
操作系统哈工大
启动
图灵机一条带（取指执行） ==>> 冯诺依曼包装起来，一整个程序通过PC交由CPU计算。加载到内存才能取指执行
打开电源执行的第一条指令 PC = ？？？内存中有什么 ？？？
X86的PC ==>> CS << 4 + IP
PC由硬件决定
开机后取指执行，检查硬件情况，把磁盘0磁道0扇区（引导扇区）读入0x7c00处，设置PC,执行bootsect.s汇编代码（把引导扇区的代码移动，让出位置），代码继续执行，通过中断（int 0x13）载入setup模块, setup模块记录硬件信息，通过中断向屏幕打印字符。控制权交由setup模块，bootsect.s退出舞台。
setup初始化，获取内存大小（管理内存得先获取内存大小才能用数据结构管理），获取硬件参数信息，并把操作系统移动到0的位置，之前让出的位置就是以免这里的移动覆盖了setup，因为setup还没工作完。最后一个关键是进入保护模式改变寻址方式扩大寻址范围。之前都是16位寻址，15位最大寻址为1M所以得扩大。
跳转到head.s操作系统模块的第一个汇编，初始化GDT和IDT表项，跳转到main.c（第一个c程序）启动后初始化各项管理硬件的数据结构，一直在跑。操作系统代码放在了内存的零地址，应用程序在上端，通过系统调用的中断进入操作系统。
bootsect.s
中断读入setup模块（4个扇区）再读入操作系统模块
setup模块
加载和打印字符logo
初始化完成后，进入保护模式
间接寻址，查找中间表
head.s
初始化gdt和idt表
启动中用到了3种汇编
main.c
清空内存非系统使用的地方变为零
进入操作系统
通过系统调用中的中断代码进入到内核
操作系统在后台跑着，并开启shell等待用户的输入执行进程
消息队列 + 消息处理程序
统一系统调用接口标准，可以实现夸平台
为了安全需要区分用户态和内核态
通过硬件设计，目标端寄存器和源寄存器，进入的时候区分内核端还是用户段
中断把目的寄存器权限位改成3，进入到系统后把源寄存器权限位改成0
中断是进入系统的唯一方式，系统调用通过宏展开包涵里面的int0x80 （进入到操作系统）
进入中断的关键代码（在call表，找到对应的系统调用）
历史
简单的取指执行cpu利用率会大大降低，遇到IO操作需要等很久
出现了多道程序，交替执行提高利用率
多进程的视图
系统管理多个进程向前推荐，操作系统的重要部分
进程运行
进程切换
进程的状态队列，（就绪、等待、执行），切换的策略
出现的问题
内存地址相同时有问题
出现了对内存的管理MMU，虚拟内存映射，每个PCB有一个映射表
进程的合作会出现竞争（生产者，消费者模型）
当还没执行完就切换的时候导致两个进程读取的数据不一致，需要加锁
引入用户级线程
进程切换需要保存上下文，消耗时间久。拆成多个指令序列。线程比进程的切换少切了内存的映射表。
例如一个服务器可以拆开多个指令做不同任务，并且他们共享同一资源
通过yield切换让出cpu，切换也得保存上下文，所以得需要栈保存切出去的时候的返回地址。
如果这个栈共用的话，切回来的时候就找不到对应线程的返回地址，所以抽出一个和进程一样的数据结构（PCB, TCB）
create的时候创建数据结构，把数据结构初始化，切出去的时候保存上下文
引入内核级线程
进程的切换是在内核中的（因为要分配资源，访问内存文件等），进程的切换就是内核级线程切换加上一些资源表的切换，不像用户级线程一样可以随意切换。
用户级线程，不用管操作系统，是内核级的一个子部分（因为了解了指令序列怎么切换）
用户级线程，操作系统感知不到，当其中一个线程需要IO时，操作系统因为时间问题会切换另一个进程，那么刚刚那个进程里面的多个线程就没作用了
因为内核级线程，多核才有了意义。
TCB切换内核和用户态都要切
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