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用户态、内核态之间的切换是怎么实现的?
用户态→内核态 是通过中断实现的。并且 中断是唯一途径 。核心态→用户态 的切换是通过执行一个特权指令#xff0c;将程序状态字 (PSW) 的标志位设置为 用户态 。 中断…
文章目录中断过程调用系统调用过程调用和系统调用的区别中断
用户态、内核态之间的切换是怎么实现的?
用户态→内核态 是通过中断实现的。并且 中断是唯一途径 。核心态→用户态 的切换是通过执行一个特权指令将程序状态字 (PSW) 的标志位设置为 用户态 。 中断的处理过程
执行完每个指令之后CPU都要检查当前是否有外部中断信号。如果检测到外部中断信号则需要保护 被中断进程的CPU环境如程序状态字 PSW、程序计数器PC、各种通用寄存器)。根据中断信号类型转入相应的中断处理程序(进入内核态)。恢复原进程的CPU环境并退出中断返回原进程继续往下执行。 过程调用
过程调用也就是 微机原理里的 CALL 、编程时调用的 库函数 。由于库函数调用是基于C库的因此也就不可能用于内核空间的驱动程序对设备的操作。 系统调用
系统调用其实是一个过程调用但在过程调用内部隐藏着 陷阱trap指令 。过程调用中封装了系统调用是一种高内聚的设计方式目的是让系统调用对研发人员透明。
系统调用本质上是 操作系统提供给用户程序调用的一组“特殊”接口API 。用户程序可以通过这组 API 来获得操作系统内核提供的服务。 系统调用的过程 以 open() 函数调用为例当你调用 open()时你正在执行对 C库 的过程调用。其中无论是对于 open() 还是提供的其他系统调用库都使用与内核一致的 调用约定 来将 参数 放在众所周知的位置例如在栈中或特定的寄存器中将 系统调用号 也放入一个众所周知的位置同样放在栈或寄存器中然后执行 陷阱trap指令 。库中陷阱之后的代码准备好返回值并将 内核空间控制权 返回给发出系统调用的程序并将特权级别提升到 内核模式 。完成作业后操作系统调用一个特殊的从 陷阱返回return-from-trap指令同时将特权级别降低回到 用户模式 。因此 C库 中进行系统调用的部分是用汇编代码完成的因为它们需要遵循约定以便正确处理参数和返回值以及执行硬件特定的陷阱指令。而之所以我们不必写汇编代码来 trap 操作系统是因为已经有人为我们写了这些汇编。 过程调用和系统调用的区别
过程调用系统调用过程库函数调用通常用于应用程序中对一般文件的访问。系统调用通常用于底层文件访问。调用函数库中的一段程序或函数。它调用系统内核的服务。在用户空间运行调用开销较小。需要在用户空间和内核空间来回切换开销较大。库函数调用是系统无关的因此可移植性好。系统调用是操作系统相关的因此一般没有跨操作系统的可移植性。在所有的ANSI C编译器版本中C库函数是相同的。各个操作系统的系统调用是不同的。
