OS期末预习与PPT翻译（PPT7~13)

黄底的字是我还不懂的地方，如果有知道的小伙伴可以私戳我或者评论，感激不尽ღ( ´･ᴗ･` )，期末加油！

Exception

概念

中断 指CPU 在收到外部中断信号后，停止原来工作，转去处理该中断事件，完毕后回到原来断点继续工作。
操作系统-复习笔记整理

exception：非法的程序操作
interrupt：硬件设备发出的信号
system call：用户程序通过系统调用请求操作系统服务

CPU每执行完一条指令，都要检查是否有未响应的中断信号（这张图里的interrupt包括exception，interrupt和system call吗？还是仅仅是interrupt），如果是，则保护被中断的CPU环境。获取中断号并由此找到中断处理程序，中断处理程序处理完后再继续执行下一条指令。

中断向量表

每种设备都配以相应的中断处理程序。当某种设备发来中断请求信号时，中断处理器会确定中断号。然后去查找中断向量表。
中断向量表存着所有中断号和对应的中断处理程序的入口地址。因此找到中断号对应的中断处理地址并把地址放在PC中，就可以去执行中断处理程序了。

中断的分类

ppt标题的这个User->Kernel是什么意思？
是否中断可以分成interrupt和exception，同时也可以分成device interrupt，software interrupt 和program faults？

• Device interrupt
  硬件中断（设备中断），是需要中断CPU的中断，因此中断发生时，CPU要暂时停止当前程序而执行中断请求。
  是由与系统相连的外设(比如网卡 硬盘 键盘等)自动产生的
• software interrupt
  软中断，是执行中断指令产生的。
  软件中断其实并不是真正的中断，它们只是可被调用执行的一般程序。

中断、异常、trap的区别

interrupt handler

为什么不能sleep？如果可以sleep，假设下面的情况：process1进入内核之后占用LockA，然后发生中断，现在要执行ISR来处理中断，但是要执行ISR必须要有LockA，所以ISR调用了sleep来等待LockA的释放。但是LockA永远不会被释放了，因为Process1在ISR完成之前是不能执行的。

Top half &Bottom half

• 技术上是一个中断处理程序
• 执行最少的常用功能:保存寄存器，解除其他中断的掩码。最后撤销它:恢复寄存器，返回到以前的上下文。
• 通常使用汇编语言
• IRQ（中断信号）在此期间被屏蔽
• top half最重要的任务：调用设备驱动程序提供的合适的中断处理程序
• 不会做太多的事情，因为此时中断信号被屏蔽，而且也不希栈太大
• 通常，对请求进行排队并设置一个用于延迟处理的标志

上面列举了四个延迟工作的机制。其中softirqs就是上文中top bottom设置的用于延迟处理的标志

top half和ISR的关系是什么？

system call

概念

系统调用是一种程序化的方式，在这种方式中，计算机程序从执行它的操作系统的内核请求服务。

ptrace

• 跟踪编译后的应用程序的系统调用
• 每次执行系统调用时都会输出参数和返回代码
• 用于debuggers
  ppt中debuggers（breakpoint，singlestep，etc），括号里的breakpoint，singlestep，etc是什么？

flexible system calls

• flexible system call是一种新的系统调用机制。
• 引入了由用户和内核共享的system call page（系统调用页面）
• 用户线程可以将系统调用请求push系统调用页面
• 内核线程将从系统调用页面把系统调用请求poll out
• 通过将调用和执行解耦来消除同步，导致更少的异常。

补充： 系统调用是操作系统提供给软件开发人员的唯一接口，开发人员可利用它使用系统功能。用户在 程序中 调用操作系统提供的子功能称为系统调用。
a) 是特殊的过程调用, 由特殊的机器指令（ 广义指令 ）实现。
b) 系统调用指令还将系统转入管态

处理器运行系统程序的状态称为管态、特权状态或系统状态；运行用户程序的状态为算态、目态或用户态。

系统调用与一般过程调用的比较

【相同点】:
改变指令流程,转去执行公用程序段。

【不同点】：
a ) 一般过程调用,调用程序和被调用程序都运行在 相同状态(管态或算态)；而系统调用, 调用程序在算态, 被调用程序在管态。
b) 一般过程调用调用时不涉及 系统状态转换,直接转向被调用过程; 而系统调用调用时涉及系统状态的转换,不允许由调用过程直接转向被调用过程, 要先通过软中断机制由用户态转换为核心态, 在OS 核心分析后, 再转向相应的系统调用处理子程序

Journaling & Ext3

日志文件系统（journal file system)

如果在文件系统尚未shutdown时就断电了，下次重开机时会导致文件系统资料不一致，修复非常耗时。因此引入了“日志文件系统”。
此类文件系统最大的特色是，它会将整个磁盘的写入动作完整记录在磁盘的某个区域上，以便有需要时可以回溯追踪。
因为记录了非常详细的细节，所以在中断后，可以直接根据记录回溯并重整被中断的部分，而不需要检查其他部分。

ext3

第三代扩展文件系统，是一个日志文件系统，常用于linux。
每一个flexible group由很多block group组成，第一个block group保存的是当前Flex_group的bitmap、inode表，剩余空间保存data。其他的block group只保存data

default mode是什么？

上图是《现代操作系统》4.3.6里的一段话，其中划红线的的“写日志项”，“日志项被写入磁盘”，“不同的操作”是不是对应ppt里的“元缓冲区接受管理”，“事务提交”和“正常读写数据”？

ext3支持三种data模式，对应日志的不同行为
1.orded

• 不记录data的journal，只记录metadata的journal
• 写metadata的journal前，必须先确保data已经落盘。
• 这句话对吗？什么叫做落盘呢？

2.writeback

• 不记录data journal，仅记录metadata journal。
• 并且不保证data比metadata先落盘。

3.journal

• 记录data 和matadata 的journal。
• 在将data写入文件系统前，必须等待metadata和data的journal已经落盘了。

transaction 对应上面一张ppt的“事物提交”