2 1 2 指令与处理器模式_第1页
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文档简介

1、计算机操作系统2 处理器管理 2.1 处理器2.1.2 指令与处理器模式机器指令 机器指令是计算机系统执行的基本命令，是中央处理器执行的基本单位 指令由一个或多个字节组成，包括操作码字段、一个或多个操作数地址字段、以及一些表征机器状态的状态字以及特征码 指令完成各种算术逻辑运算、数据传输、控制流跳转指令执行过程 CPU根据PC取出指令，放入IR，并对指令译码，然后发出各种控制命令，执行微操作系列，从而完成一条指令的执行 一种指令执行步骤如下： 取指：根据PC从存储器或高速缓冲存储器中取指令到IR 解码：解译IR中的指令来决定其执行行为 执行：连接到CPU部件，执行运算，产生结果并写回，同时在C

2、C里设置运算结论标志；跳转指令操作PC，其他指令递增PC值指令执行周期与指令流水线 指令执行周期 指令流水线取指解码执行取指解码执行取指解码执行取指解码执行取指解码执行指令与非指令 用户程序并非能够使用全部机器指令，那些与计算机核心资源相关的特殊指令会被保护 如：启动I/O指令、置PC指令、等等 核心资源相关的指令只能使用作系统程序指令：只能作系统内核使用的指令 非指令：能够被所有程序使用的指令处理器模式 设置处理器模式实现指令管理 一般设置0、1、2、3等四种运行模式，建议分别对应：0OS内核、1系统调用、2共享库程序、3用户程序等保护级别 0模式可以执行全部指令；3模式只能执行非指令；其他每种运行模式可以规定执行的指令子集操作系统常用的处理器模式 一般来说，现代操作系统只使用0和3两种模式，分别对应于内核模式和用户模式处理器模式的切换 简称模式切换，包括“用户模式内核模式” 和“内核模式用户模式”的转换 中断、异常或系统异常等导致用户程序向OS内核切换，触发：用户模式内核模式 程序请求操作系统服务 程序运行时发生异常 程序运行时发生并响应中断 O

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