• 指令系统：机器指令的集合 – “程序控制” • 程序=顺序执行的指令流 – 机器语言，汇编语言（Assemble Language） – Instruction Set Architecture（ISA） • 分类：CISC、RISC、VLIW • 影响：处理器、C编译器、OS。。。 • 本章的内容 – RV指令系统 • 操作数：寄存器，存储器（大小尾端，对齐），常数/立即数； • 指令功能，指令格式与编码，寻址方式（操作数，下一条指令） • 分支指令，大立即数处理 • 过程调用 • 汇编程序设计：COD4附录B – 指令系统特征 – 编译过程： • 可执行程序生成：编译，汇编，链接，加载

• 异常与中断的基本概念 – 功能：处理意外事件，I/O • 指令异常，系统服务（syscall） • 外部中断 – 时序：顺序语义 • 指令周期：同步，异步（中断周期） – 属性：5种 • 异常与中断响应的基本过程 – 机构 • 向量式/非向量式，控制栈 • 异常：EPC，Cause，Vector • 中断：EPC，Cause，Vector，Enable，Mask – OS：ESR/ISR – 约定：软硬件接口 • 异常与中断响应过程控制 – 多周期异常处理：中断周期 – 流水线异常处理 • 精确，非精确

• 4.1 概述 – 分类，指标 • 4.2 主存储器 – SRAM/DRAM devices –主存系统组成 –提高访存性能 • 4.3 高速缓冲存储器 • 4.4 辅助存储器 寄存器 缓存 主存 磁盘 磁带

• 流水线技术原理 • RV的五级流水线实现 – Verilog行为级定义： • Hazard问题 – 结构冲突：哈佛结构 – 数据依赖 • 编译技术：插入nop，指令重排，寄存器重命名 • forwarding技术：RAW • Interlock技术：Stall – 控制相关 • 编译技术：延迟分支 • 硬件优化：提前完成，投机，预测 • 多发射技术 • 硬件多线程

– RV指令系统 • 指令功能，指令格式与编码，寻址方式 – 汇编程序设计：C语言的机器表示 • 可执行程序生成：编译，汇编，链接，加载 – 指令系统特征

1. 页框管理：页面级分配器 页框和页描述符 存储区(Memory Zones) 页面级分配器接口 页框管理算法：伙伴算法 .2 内存区管理(memory area) slab分配器 .3 非连续存储区管理

1. 定时的硬件设备 实时时钟RTC 时间戳计数器TSC 可编程间隔定时器PIT .2 Linux的计时体系结构 滴答产生机制 Jiffies变量 Linux的时钟源 xtime变量 时钟中断处理 软定时器 .3 延迟函数 4. 相关API和命令

1. 系统调用和API .2 系统调用机制的实现 系统调用分派表 系统调用处理函数system_call 系统调用的参数传递 系统调用参数的验证 如何访问进程的地址空间 系统调用的返回

1 Background and System Model 2 Deadlock Characterization Necessary Conditions Resource-Allocation Graph Methods for Handling Deadlocks 3 Deadlock Prevention (死锁预防) 4 Deadlock Avoidance (死锁避免) Safe State (安全状态) Resource-Allocation Graph Scheme Banker’s Algorithm (银行家算法) 5 Deadlock Detection (死锁检测) and Recovery

1 I/O Hardware and I/O control methods Polling (轮询方式) Interrupts (中断方式) Direct Memory Access (DMA方式) I/O hardware summary 2 Application I/O Interface Block and Character Devices Network Devices Clocks and Timers Blocking (阻塞) and Nonblocking (非阻塞) I/O 3 Kernel I/O Subsystem I/O Scheduling Buffering (缓冲机制) Caching, Spooling & device reservation Error Handling I/O Protection Kernel Data Structures 4 Transforming I/O Requests to Hardware Operations 5 Performance