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Swi软件中断.doc


文档分类:资格/认证考试 | 页数:约9页 举报非法文档有奖
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操作系统的主要功能是为应用程序的运行创建良好的环境,保障每个程序都可以最大化利用硬件资源,防止非法程序破坏其它应用程序执行环境,为了达到这个目的,操作系统会将硬件的操作权限交给内核来管理,用户程序不能随意使用硬件,使用硬件(对硬件寄存器进行读写)时要先向操作系统发出请求,操作系统内核帮助用户程序实现其操作,也就是说用户程序不会直接操作硬件,而是提供给用户程序一些具备预定功能的内核函数,通过一组称为系统调用的(systemcall)的接口呈现给用户,系统调用把应用程序的请求传给内核,调用相应的内核函数完成所需的处理,将处理结果返回给应用程序。这好比我们去银行取款,用户自己的银行帐户不可能随意操作,必须要有一个安全的操作流程和规范,银行里的布局通常被分成两部分,中间用透明玻璃分隔开,只留一个小窗口,面向用户的是用户服务区,工作人员所在区域为内部业务操作区,取款时,将银行卡或存折通过小窗口交给业务员,并且告诉他要取多少钱,具体取钱的操作你是不会直接接触的,业务员会将银行帐户里减掉取款金额,将现金给你。上述操作流程可以很好保护银行系统,银行系统的操作全部由业务员来实现,用户只能向业务员提出自己的服务请求。银行里的小窗口就类似与操作系统的系统调用接口,是将用户请求传递给内核的接口。图3-16系统调用接口示意图操作系统里将用户程序运行在用户模式下,并且为其分配可以使用内存空间,其它内存空间不能访问,内核态运行在特权模式下,对系统所有硬件进行统一管理和控制。从前面所学知识可以了解到,用户模式下没有权限进行模式切换,这也就意味着用户程序不可能直接通过切换模式去访问硬件寄存器,如果用户程序试图访问没有权限的硬件,会产生异常。这样用户程序被限制起来,如果用户程序想要使用硬件时怎么办呢?用户程序使用硬件时,必须调用操作系统提供的API接口才可以,而操作系统API接口通过软件中断方式切换到管理模式下,实现从用户模式下进入特权模式。2软件中断软中断是利用硬件中断的概念,用软件方式进行模拟,实现从用户模式切换到特权模式并执行特权程序的机制。硬件中断是由电平的物理特性决定,在电平变化时引发中断操作,而软中断是通过一条具体指令SWI,引发中断操作,也就是说用户程序里可以通过写入SWI指令来切换到特权模式,当CPU执行到SWI指令时会从用户模式切换到管理模式下,执行软件中断处理。由于SWI指令由操作系统提供的API封装起来,并且软件中断处理程序也是操作系统编写者提前写好的,因此用户程序调用API时就是将操作权限交给了操作系统,所以用户程序还是不能随意访问硬件。先来了解下SWI指令。SWI软中断号immed_24软中断指令相对比较简单,只有一个操作数:immed_24,SWI指令编码格式如图3-17所示。图3-17SWI指令编码格式SWI指令编码中immed_24为24位任意有效立即数(范围0~2^24-1),当该指令被执行时系统产生软中断异常,切换到管理模式下。用户程序切换到管理模式下后,进入到软中断处理程序,通常软中断异常处理程序都是系统开发人员提前写好的,SWI切换到了特权模式,执行的是系统开发人员写好的异常处理程序,只要该处理程序没有问题,那么用户程序还是不能为所欲为的。SWI指令后面的24立即数是干什么用的呢?用户程序通过SWI指令切换到特权模式,进入软中断处理程序,但是软中

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  • 上传人drp539605
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  • 时间2019-12-16