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关于计算机特权指令的介绍

时间:2016-12-11 07:58来源: 本站整理

  计算机的基木功能是执行程序,而最终被执行的程序是存储在内存中的机器指令。处理器根据程序计数器(PC)指出的地址,从内存中取一条指令到指令寄存器(IR)并执行它,同时,程序计数器将自动地加1或改变为转移地址,以指明下一条执行的指令。

  每台计算机机器指令的集合称为指令系统,它反映了一台机器的功能和处理能力。引入操作系统后,尤其在多道程序设计环境中,从资源管理和控制程序执行的角度出发,必须把指令系统中的指令分作两个部分:特权指令(PrivilegedInstructions)和非特权指令。只有操作系统才能执行全部指令集,而一般用户只能执行非特权指令。

  所谓特权指令,是指在指令系统中那些只能在管态下执行而不能在目态下执行的特殊的机器指令。尽管这类指令在不同的机器中有不冋的规定,但一般都是涉及与硬件有关的操作,如启动某设备指令、设置时钟指令、控制中断屏蔽的一些指令、清内存指令、建立存储保护指令等。这些指令如果允许用户随便使用,就有可能使系统陷入混乩。例如,置程序状态字指令将导致处理器占有程序的变更,它只能被操作系统使用;同样启动外围设备进行输入输出的指令也只能在操作系统程序中执行,否则会出现多个用户程序竞争使用外围设备而导致I/O混乱。

  所以若CPU工作在目态下,而取到一条特权指令吋,CPU将拒绝执行该指令,并中止用户程序的执行,产生保护中断,由操作系统进行错误处理,告知用户程序中有非法操作。

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