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操作系统-进程的初步实现

操作系统-进程的初步实现上1.进程=运行当中的程序，应用程序的目的就是解决问题，生成的可执行文件，执行会有一个进程，进程的目的就是完成任务。思考-计算机只有一个处理器，那么如何同时执行多个任务?远古时期的计算机系统由上图可知，处理器一次只执行一次任务，所以当task1执行结束才会从任务等待队列中继续执行。远古时期存在的弊端-当正在执行的任务需要外部设备交互时，处理器几乎处于K线状态，其他任务无法执

寄存器进程

原创 2021-03-13 10:22:24 1278 阅读

C++一些常见面试题---持续更新

1.变量的声明何定义有什么区别变量的定义为变量分配地址和存储空间，变量的声明不分配地址。一个变量可以在多个地方声明，但是只在一个地方定义。同时加入extern修饰的变量的声明，说明此变量将在文件以外或在文件后面部分定义。说明-很多时候一个变量，只是声明不分配内存空间，直到具体使用时才初始化，分配内存空间，如外部变量。intmain(){externintA;//这是个声明而不是定义，声明A是一个已

C C++

原创 2021-01-10 16:56:55 3244 阅读

C++11-Array的用法与vector用法

Array-对于Array来说它是固定大小的序列容器，它们包含严格的线性序列排序的特定数量的元素，在其内部来说，数组除数组除保留其包含的元素外不保留其他任何数据（甚至不包括其大小（这是模板参数，固定在编译时））。就存储大小而言，它与使用该语言的括号语法（[]）声明的普通数组一样有效。此类仅向其添加一层成员和全局函数，因此可以将数组用作标准容器。要知道的是，零大小的数组是有效的，但不应该取消引用1.

vecotr array c++11

原创 2020-11-25 20:56:22 1806 阅读

操作系统-操作系统-内核中的屏幕打印(下)

操作系统-操作系统-内核中的屏幕打印(下)接着之前的实现顺序来，对PrintString进行实现intPrintString(constchar*s)//需f要对参数进行判断，如果参数为空，返回-1{intret=0;if(s!=NULL){while(*s){ret+=PrintChar(*s++);//不为空时进行循环，直到遇见结束符结束}}else{ret=-1;}returnret;}//

内嵌汇编 c语言

原创 2020-11-17 21:31:29 1369 阅读

操作系统-内核中的屏幕打印(上)

操作系统-内核中的屏幕打印(上)一.屏幕的打印-使用C语言设计一组打印函数，为后续进一步开发内核功能做准备内核中的屏幕打印模块这里有三个不同的入口,在screen.模块中是提供保护模式下在屏幕下打印文本的功能，该模块的具体实现是如图所示有7个接口需要设计，最重要的一个函数为voidPrintChar(charc)-打印字符串的函数，由此总结了以上七个函数接口的关系，如下图所示如图所示中心函数就为上

打印汇编内嵌 c与汇编

原创 2020-11-15 16:08:16 1310 阅读

操作系统-从bootloader到内核雏形

一.整体的设计从上图可以得到一个问题，为什么不能从boot直接加载kernnel，并跳转运行？该设计的思路1.boot必须小于512字节，无法完成过多功能2.kernel需要运行于32位保护模式(汇编+c语言)3.使用loader中转：获取必要硬件信息，进入保护模式进行的重构方案如下所示文件功能的定义common.asm--常量定义，宏定义blfunc.asm--实模式下的文件加载功能定义boot

Bootloader 内核汇编 c语

原创 2020-10-26 19:29:19 1243 阅读

操作系统-C语言与汇编混合编程

操作系统-C语言与汇编混合编程1.使用汇编语言编写Linux可执行程序a.定义_start标签作为程序执行的起点b.通过int0x80使用内核服务(执行系统调用)global_start;标签程序入口处[section.data]vstrdb"D.T.Software",0x0A[section.text]_start:;appentrymovedx,13movecx,vstr;"D.T.Soft

C语言汇编交互文件格式

原创 2020-10-12 21:26:29 1544 阅读

操作系统-C语言与汇编语言混合编程

从下图的编译过程就可以很明显的看出可执行文件的生成过程编译小知识1.源文件编译后得到目标文件-二进制文件2.不同语言可编译相同格式的目标文件3.链接器负责将目标文件组装得到可执行文件在这里出现的一个问题-C语言中的函数调用是如何进行的？在这里需要对函数调用时栈的变化进行解释ebp指向关键位置上半部分-高地址位置，包含了函数调用之前的信息，下部分低地址处函数调用后所使用的信息。汇编语言栈的变化-执行

C语言寄存器汇编 ebp

原创 2020-09-25 19:14:38 1780 阅读

操作系统-中断处理与特权级转移

中断处理与特权级转移在上节中出现可能出现的问题-8259A在中断特殊完全嵌套方式下(执行中断服务程序期间，可响应本级中断，在时钟中断会出现问题)同一个引脚的新中断是否可以打断旧中断的处理？可以从ICW4的设置中(从之前的介绍中得知ICW4的第四位为1时时完全嵌套的方式)，但是在时钟中断时没有进行响应本级中断。问题展示假设：时钟中断请求周期为5MS,对应的中断服务程序执行时间为10MS，那么，中断服

特权级转移软中断 IF标志位

原创 2020-09-22 20:49:44 1934 阅读

X86-中断编程实践下

在之前通过软中断打印字符串int0x80，在这里实现第二个实验-处理外部时钟中断(主8259A-IR0引脚上的中断请求)，并且在接收到时钟中断后，在屏幕上循环打印0-实现思路-与软中断类似在这里需要注意的是-由于8259A初始化为手动结束中断的方式，因此，外部中断服务程序中需要手动发送结束控制字发送中断结束命令字1.中断控制得书写2.0-9功能函数得实现3.函数调用的实现4.代码%include"

外部中断打印 8259A 描述符

原创 2020-09-17 20:10:47 841 阅读

x86-中断编程实践

实验预备工作-8259A初始化，读写IMR寄存器，发送EOI控制字等1.自定义软中断的实现(内部中断处理)2.时钟中断的响应及处理需要编写的函数1.编写延迟函数2.编写8259A初始化函数3.编写8259A中断屏蔽寄存器读写函数4.编写8259A中断结束符写入函数读写IMR寄存器-使用OCW1设置IMR的目标值，同时写入对应端口(0x21或0xA1)在这里需要知道的是，汇编语言中支持预处理语句，与

软中断保护模式 INT0X80

原创 2020-09-16 18:54:41 855 阅读

操作系统-中断代理-8295A

Q:不同外设如何下个处理器发送中断信号？当多个外设同时产生中断时，如何进行处理?已知可以通过引脚与外设相连，但是实际上外设过多，同时产生中断，会产生错误，同时高速的CPU与低速的外设相连也是不符合实际的。这时需要一个中间代理来处理中断-8259A(两者之间的交互变简单)一.8259A-可编程中断控制器1.可通过编程对8259A进行功能设置2.屏蔽外设中断，对中断进行优先级判决3.向处理器通过中断向

8259A 中断优先级、ICW、OCW

原创 2020-09-14 21:19:49 2202 阅读

操作系统-x86中断机制

一.中断机制最先接触的中断--在屏幕在打印字符--中断为0x10Q:系统中的中断究竟是什么？与函数调用不一样在哪里？中断的概念-在执行任务时，出现某个请求，暂停当前任务，转而处理请求，处理结束之后继任务的执行。中断的意义主要是提高系统整体性能的必要方式。处理器与外设的拓扑结构外设与中断的关系-中断是一种处理器与外设进行的通信的机制，用于通知处理器外表部有重要事件发生，在一般情况下，中断需要被处理器

中断服务中断程序 x86 操作系统

原创 2020-08-29 16:26:36 2218 阅读 1评论

操作系统-获取物理内存容量

我们知分页机制的关键是页请求和页置换，并且页置换发生在没有空闲页框的时候，但是现在出现了问题-是否可以知道还剩多少空闲页框？并且还有多少页框可用？--在这里就得获取物理内存的大小了一.获取物理内存容量在获取物理内存大小时，BIOS提供了一些操作方法A.相关中断(int0x15)该中断的基础功能是(eax=0xE801)分别检测低15M和高16M-4G的内存，并且支持4GB内存检测，并且高级功能(e

x86 内存中断寄存器标志位

原创 2020-08-23 21:03:18 1516 阅读

操作系统--x86分页机制

分页机制上在上篇博客中可以得知对x86进行分页-需要准备页目录与页表，并且书写了一个SetupPage函数，在这里提出一个问题--如下图所示如上图所示，问题是--当callSetupPage在不同的位置的时候程序会有什么变化，同时还引出另外一个问题--进入32位保护模式代码后，应该在什么时候启动分页机制，并建立页表？1.两个不同位置调用是不同的，第一个调用返回之后，下面所需要访问地址时需要映射，称

x86 分页虚地址物理地址

原创 2020-08-16 15:53:28 1584 阅读

操作系统-X86系统上的内存分页

一.x86系列处理器上的页式内存管理1.硬件层直接支持内存分页机制2.默认情况下不使用分页机制(段式内存管理)3.分页机制(进行配置)启动后，使用二级页表对内存进行管理x86系列处理器的分页方式(32位)如图所示，32位被分成了三部分1.在低12位中，表示的是页内偏移地址2.在中间10位，用于在子页表中查找目标页地址3.在最高的10位中，用于子页目录中查找页表地址A.下面由一张图来展示分页机制B.

linux 分页子页表字节对齐

原创 2020-08-12 19:19:11 1748 阅读

操作系统-实战页式内存管理

实战式页式内存管理课程设计目标(Qt下实现)1.用代码描述：页表，页框表，任务结构2.用代码实现：页请求，页置换3.模拟任务的页面访问过程(访问虚拟内存)4.模拟操作系统中的任务调度(扩展)实现的关键点1.页框表是全局唯一的，用于记录内存页使用情况2.页表是任务私有的，用于记录虚拟页到内存页的映射关系3.每一个任务需要一个结构体进行表示实现关键点1.页框分配操作:intGetFrameItem()

FIFO LRU 页交换页请求

原创 2020-05-14 09:48:04 502 阅读

操作系统-页式内存管理

页式内存管理上A.段式内存管理1.指的是一段连续的内存空间2.段式内存管理-程序的各个部分相对独立(数据段，代码段)，早期x86处理器无法通过一个寄存器访问所有内存单元，解决早期程序运行的重定位问题段式内存管理的应用，在x86系列的处理器中，硬件对段式内存管理进行了直接支持；另外，段式内存管理也可以使用纯软件实现，内存单元地址=段首地址+段内偏移地址B.段式内存管理在C语言中的实现1.数组的本质:

页表页目录页框虚拟页

原创 2020-05-08 21:07:30 1534 阅读

操作系统-特权级与内核安全示例

Q：通常情况下选择子中的RPL与对应描述符中的DPL相同，那么是否可以取缔RPL？RPL是保证内核数据安全的关键要素之一；在内核代码中有决定性作用，绝对不能取缔A.获取操作系统的内核该实验主要通过调用门调用将内核数据进行打印具体的实现代码如下%include"inc.asm"org0x9000jmpENTRY_SEGMENT[section.gdt];GDTdefinition;段基址，段界限，段

内核安全特权级操作系统

原创 2020-05-06 21:05:29 701 阅读

操作系统-深入特权级转移下

深入特权级转移A.深入理解调用门1.调用门用于向高特权级的代码段转移2.调用门描述符的特权级低于当前特权级关于调用门的注意事项1.调用门支持特权级同级转移2.调用门同级转移被处理为普通函数调用或直接跳转3.CALL通过调用门能提升特权级，jmp通过调用门只能同级转移4.通过调用门特权级返回(retf)时，对目标代码段以及栈段进行特权级检查，对相关段寄存器强制清零(指向高特权级数据的段寄存器)代码%

特权级转移选择子操作系统

原创 2020-05-01 10:02:23 507 阅读

操作系统-深入特权级转移中

一.特权级转移中Q:处理器通过什么规则判断请求或代码跳转是否合法？CPL，RPL，DPL之间的关系A.数据段的访问规则(数据段无可执行属性)1.访问者权限(CPL)高于或等于数据段权限(DPL)2.请求特权级(RPL)高于或等于数据段特权(DPL)3.即(CPL小于或等于DPL)(RPL小于或等于DPL)实验-三个不同的实验来验证，来判断访问是否合法三种不同的访问方式;CPL=2，RPL=1，DP

一致性代码段特权级转移 CPL

原创 2020-04-28 09:41:28 359 阅读

操作系统-深入特权级转移中

一.特权级转移中Q:处理器通过什么规则判断请求或代码跳转是否合法？CPL，RPL，DPL之间的关系A.数据段的访问规则(数据段无可执行属性)1.访问者权限(CPL)高于或等于数据段权限(DPL)2.请求特权级(RPL)高于或等于数据段特权(DPL)3.即(CPL小于或等于DPL)(RPL小于或等于DPL)实验-三个不同的实验来验证，来判断访问是否合法三种不同的访问方式;CPL=2，RPL=1，DP

一致性代码段特权级转移 CPL

原创 2020-04-28 09:41:26 1194 阅读

操作系统-深入特权级转移上

一、深入特权级转移上A-初识任务状态栏(TaskStateSegment)1.处理器所提供的硬件数据结构，用于实现多任务解决方案2.TSS中保存了关键寄存器的值以及不同特权级使用的栈TSS有三种不同的数据如下图所示需要用到段寄存器与通用寄存器的值主要是因为多任务，任务之间需要切换，在切换时需要保存任务上下文，这里的任务上下文具体指的是段寄存器与通用寄存器的值。3.TSS不同特权级的栈信息-在TSS

任务代码段特权级转移调用门

原创 2020-04-25 09:07:56 1470 阅读

操作系统-保护模式中的特权级下

Q:使用调用门如何实现不同特权级之间的跳转？(从高到低)在实际的使用中，调用门只支持从低特权级到高特权级执行，无法利用调用门从高特权级跳转到低特权级执行A.调用门的特权级跳转分析左边代码段为低特权级代码段，利用调用门以及call指令(远调用)可以进入右边高特权级代码段，最后利用return(跳转指令)far返回低代码段。实现思路调用门的特权级跳转-通过远调用(callfar)：低特权级到高特权级；

特权级转移调用门远返回栈

原创精选 2020-04-22 10:36:55 2508 阅读

操作系统-保护模式中的特权级(中)

Q:如何在不同特权级代码段之间跳转执行？A.一种新的描述符，门描述符1.通过门描述符在不同的特权级的代码间进行跳转2.根据应用场景的不同，门描述符分为-调用门、中断门、陷阱门、任务门B.门描述符的内存结构(与段描述符相似)1.每一个门描述符占用8字节内存2.不同类型门描述的内存含义不同C.调用门描述符的定义调用门描述符的工作原理调用门描述符的使用在这里需要注意的是汇编语言中的跳转方式1.段内跳转：

调用门选择子特权级

原创 2020-04-21 17:07:03 660 阅读

操作系统-保护模式中的特权级

一.保护模式中的特权级(上)A.保护模式小结a.使用选择子访问段描述符表时，索引值的合法性检测1.当索引值越界时，引发+异常2.判断的规则是:索引值x8+7<=段描述表界限值b.内存段类型合法检测性1.具备可执行属性的段(代码段)只能加载到CS寄存器2.具备可写属性的段(数据段)才能加载到SS寄存器3.具备只读属性的段才能加载到DS,ES,FS,GS寄存器c.代码段和数据段的保护1.处理器每

特权级 CPL DPL 选择子

原创 2019-12-27 10:00:05 1550 阅读

操作系统--局部段描述符表的使用

Q:什么是LDTA.局部段描述符表1.本质是一个段描述符表，用于定义段描述符2.与GDT类似，可以看作"段描述符的数组"3.通过定义选择子访问局部描述符表中的元素局部段描述符选择子局部段描述符表需要注意的是1.局部段描述符表需要在全局段描述符表中注册(增加描述符)2.通过对应的选择子加载局部段描述符(lldt)3.局部段描述符从第0项开始使用在这里会出现一个问题-LDT具体用来

局部描述符 LDT GDT

原创 2019-12-10 09:50:34 1470 阅读

操作系统-从保护模式返回实模式

Q.从上节课可以引出一个小问题，下面的语句是否有Bug的存在在进入保护模式后,在第一处使用了栈段选择址对ss赋值，然后使用打印，觉得会出现Bug的存在的是因为使用了调用函数，而使用调用函数需要栈空间，还需要栈顶指针-esp寄存器，而在这里的代码中没有对esp寄存器进行赋值。在这里需要对esp寄存器进行查找。A.对上节课的代码进行实验在这里进行的步骤是首先反编译找到跳转处的地址值，然后在bochs上

保护模式实模式转换高速缓冲

原创 2019-12-06 10:52:47 1116 阅读

操作系统--实模式到保护模式

操作系统--实模式到保护模式一.实模式到保护模式(上)A.在这里需要从计算机的历史谈起1.远古时期的程序开发:是直接操作物理内存2.CPU指令的操作数直接使用实地址(实际的内存地址)3.程序员拥有绝对的权力(利用cpu指哪打哪)在当时的实模式所拥有的权力带来了许多的问题-难以定位的问题，主要因为程序每次都需要同样地址的内存执行；同时还会带来给多道程序设计带来障碍的问题，主要是因为不管内存多大，只要

保护模式实模式 make

原创 2019-12-03 11:09:51 1794 阅读

操作系统--主引导程序控制权的转移

一.主引导程序控制权的转移首先需要了解的是BootLoader内存布局--在嵌入式操作系统中，BootLoader是在操作系统内核运行之前运行。可以初始化硬件设备、建立内存空间映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。在嵌入式系统中，通常并没有像BIOS那样的固件程序（注，有的嵌入式CPU也会内嵌一段短小的启动程序），因此整个系统的加载启动任务就完

主引导控制权代码重构

原创 2019-11-27 16:27:59 1368 阅读

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