等小雨淅淅

文件的三种时间

注意：ls 命令不会更新 atime，只有实际读取文件内容才会。

assert 断言

assert 用于调试阶段检测程序中的逻辑错误。它是一种防御性编程手段，当条件为假时终止程序并报告错误位置。

位图 bitmap

位图广泛用于资源管理，是一种管理资源的方式和手段。核心思想是用一个 bit 表示一个资源单元的状态（空闲/占用），从而实现高效的空间管理。

典型应用场景：

• 内存页框分配
• 磁盘块管理
• 文件系统 inode 分配

中断的定义

CPU 获知了计算机中发生的某些事，暂停正在执行的程序，转而去执行处理该事件的程序，处理完毕后继续执行刚才的程序。整个过程称为中断处理。

并发和并行

• 并发：单位时间内的累积工作量（单核 CPU 谈并发）
• 并行：真正同时进行的工作量（多核 CPU 谈并行）

中断的分类

外部中断（硬件中断）

来自 CPU 外部的中断，中断源必须是某个硬件。

CPU 中有两条接收中断的信号线：

• INTR：可屏蔽中断，不影响系统运行，CPU 可以不处理
• NMI：不可屏蔽中断，致命错误，系统无法继续运行

内部中断（软中断）

由软件主动发起的中断。

中断描述符表 IDT

保护模式下用于存储中断处理程序入口的表。

门描述符

除调用门外，任务门、中断门、陷阱门都可以存在于 IDT 中。

lidt 指令

lidt 加载 48 位内存数据：前 16 位是 IDT 表界限，后 32 位是 IDT 线性基地址。

中断处理过程

CPU 外部

外部设备的中断由中断代理芯片接收，处理后将该中断的中断向量号发送到 CPU。

CPU 内部

1. 处理器根据中断向量号定位中断门描述符
2. 处理器进行特权级检查（检查 CPL 与目标代码段 DPL）
3. 执行中断处理程序

从中断返回

iret 指令从栈顶弹出数据到各寄存器，从中断处理程序返回。

8259A 可编程中断控制器

负责所有来自外设的中断，管理和控制可屏蔽中断，包括屏蔽外设中断、优先级判决、向 CPU 提供中断向量号。

初始化 8259A

ICW（初始化命令字）：

• ICW1：设置连接方式和中断触发方式
• ICW2：设置起始中断向量号
• ICW3：级联配置（主从片互连）
• ICW4：工作模式设置

OCW（操作命令字）：

• OCW1：屏蔽外设中断信号
• OCW2：设置中断结束方式和优先级模式
• OCW3：特殊屏蔽方式及查询方式

时钟

使所有设备之间的通信井然有序，各通信设备间必须有统一的节奏，不能各干各的，这个节奏就称为定时或时钟。

内部时钟

内部时钟是指处理器中内部元件，如运算器、控制器的工作时序，主要用于控制、同步内部工作过程的步调。

外部时钟

外部时钟是指处理器与外部设备或外部设备之间通信时采用的一种时序。

可编程定时计数器 8253

计数器结构

1. CLK：时钟输入信号，即计数器自己工作的节拍。每当此引脚收到一个时钟信号，减法计数器就将计数值减 1
2. GATE：门控输入信号，在某些工作方式下用于控制计数器是否可以开始计数
3. OUT：计数器输出信号。当定时工作结束，即计数值为 0 时，根据计数器的工作方式，在 OUT 引脚输出相应的信号
4. 计数初值寄存器：用来保存计数器的初始值
5. 计数器执行部件：计数器中真正"计数"的部件，计数的工作是由计数器执行部件完成的
6. 输出锁存器：也称为当前计数值锁存器，用于把当前减法计数器中的计数值保存下来，目的是让外界可以随时获取当前计数值

计数器工作条件

计数器开始计数需要两个条件：

1. GATE 为高电平，即 GATE 为 1，这是由硬件来控制的
2. 计数初值已写入计数器中的减法计数器，这是由软件 out 指令控制的

当这两个条件具备后，计数器将在下一个时钟信号 CLK 的下降沿开始计数。 收起

获取内存的方法

BIOS 0x15 子功能 0xE820

遍历主机上全部内存，每次调用返回一个地址范围描述符。

1. 填写好"调用前输入"中列出的寄存器
2. 执行中断调用 int 0x15
3. CF 位为 0 时，对应寄存器即有结果

BIOS 0x15 子功能 0xE801

分别检测低 15MB 和 16MB～4GB 的内存，最大支持 4GB。

1. AX 寄存器写入 0xE801
2. 执行 int 0x15
3. CF 位为 0 时获取结果

BIOS 0x15 子功能 0x88

最多检测出 64MB 内存，实际内存超过此容量也按 64MB 返回。

1. AX 寄存器写入 0x88
2. 执行 int 0x15

页表

通过映射，使连续的线性地址与任意物理内存地址相关联，逻辑上连续的线性地址其对应的物理地址可以不连续。

一级页表

整个虚拟地址空间被划分成许多虚拟页（4KB 一页）。页表中每个元素（页表项）记录一个虚拟页对应的物理页框号 + 控制位。

将 32 位虚拟地址拆分为两部分：高 20 位用于定位一个物理页，低 12 位用于定位物理页内的偏移。

二级页表

将 32 位虚拟地址拆分成三部分：

VA (32位) = | 页目录索引 10位 | 页表索引 10位 | 页内偏移 12位 |

最终物理地址计算：高 10 位地址 × 4 + 中间 10 位地址 × 4 + 低 12 位偏移

页表项标志位

二级页表标准分布

• 0～768 号项：3GB 用户空间
• 769～1022 号项：1GB 内核空间
• 1023 号项：指向自己（为动态操作页表做准备）

启动分页机制三步

1. 准备好页目录表及页表
2. 将页表地址写入控制寄存器 CR3
3. 寄存器 CR0 的 PG 位置 1