os相关岗位面试的部分知识整理

操作系统与内存管理深入解析
本文探讨了操作系统中的关键概念,包括系统调用、进程切换、内存管理和进程创建。详细阐述了在ARM架构下printfos的执行流程,涉及异常处理、寄存器状态和系统调用处理。同时,解释了键盘输入字符的处理机制,从扫描码到屏幕显示的完整过程。还介绍了Linux内存管理的伙伴系统和slab分配器,以及fork和vfork的区别和实现细节。通过对这些核心概念的分析,读者能更深入理解操作系统的运作机制。

今年的互联网形势真的不太好,一直在找偏os的实习也没什么音序。于是打算留在学校搞搞课题,秋招卷国企吧。这里整理一些找实习面试过程中比较重要的知识点,部分跟简历息息相关。

1. 程序中输入printf os会发生什么?(内容是ARM架构下的)

  1. 在用户态下,该函数调用库函数中对应的系统调用函数,这个函数会将系统调用的参数配置在通用寄存器中,然后使用系统调用指令(arm:svc、x86:int ox80)陷入内核
  2. 异常处理:CPU收到相关的指令后,会进行异常处理:
    (1). 将PSTATE相关的寄存器存入SPSR_EL1寄存器中(程序状态寄存器?)
    (2).将返回的地址保存到寄存器ELR_EL1中,保存的是系统调用执行的下一条指令的地址
    (3).将DAIF置为1,关中断
    (4).将PSTATE的CurrentEL字段置为1,将异常级别提升到EL1
  3. CPU完成异常处理后,操作系统将执行异常处理函数,内核中维护对应的异常向量表,内核可以根据异常向量表找到对应的异常处理函数入口。该表的地址被存在寄存器VBAR_EL1中
  4. 异常处理函数主要分为3个步骤:
    (1).CPU状态保存:将用户态下相关的CPU压入内核栈:X0-X29、SP_EL0、ELR_EL0、SPSR_EL1,形成pt_reg
    (2).触发异常原因判断
    (3).调用响应的异常处理函数以及传递参数:将系统调用参数和系统调用号:X0-X6、X8的参数传递给函数handler()
  5. 处理函数需要进一步确定是哪一个系统调用,根据系统调用号找到对应的服务函数的地址
  6. 处理
  7. 异常返回:恢复CPU状态(IRET)。返回过程中CPU会自动使用SPSR_EL1来恢复PSTATE,使用寄存器ELR_EL1恢复PC

2. 当在键盘下敲击字母A会发生什么?

  • 当用户输入了键盘字符,键盘控制器就会产生扫描码数据,并将其缓冲在键盘控制器的寄存器
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