操作系统(内核态、用户态、中断、DMA、系统调用)

发布网友发布时间：2024-09-27 08:10

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热心网友时间：2024-10-31 16:47

操作系统启动流程涉及BIOS、bootloader和操作系统本身的一系列交互。启动时，BIOS在主板ROM中执行自检和加载bootloader到内存，随后bootloader加载操作系统到内存并开始初始化。操作系统在内核态拥有完全的硬件访问权限，而在用户态则受限于特定指令，通过系统调用与硬件交互。

操作系统与IO设备的交互通过两种方式：一是通过IN和OUT等指令直接与设备控制器的寄存器交互，这需要在内核态进行；二是内存映射IO和端口映射IO，前者将设备寄存器视为内存地址，后者通过端口标识设备。中断机制的引入解决了CPU与IO设备通信时的忙等待问题，设备在完成任务后发送中断通知CPU，CPU再调用中断服务程序执行相应操作。

DMA机制的引入旨在减少CPU在数据传输过程中的介入。通过DMA，数据可以直接在内存和外设之间传输，CPU无需频繁中断执行，从而提高了系统的效率。