Linux kernel 硬件基础

Linux  kernel

 

第一章   硬件基础

 

1.1 CPU：

微处理器操作的是二进制数据，数据由0和1组成。

      1和0对应着电子开关的开路与断路状态。

微处理器可以执行加、乘、除、“x是否比y大”的这种逻辑运算。

处理器的执行由外部时钟来监控，这种时钟成为系统时钟，它每隔相同的时间就向CPU发送脉冲。处理器每个时钟脉冲上执行一个指令。处理器的速度一般以系统时钟的速率来描述。

一个100MHZ的处理器每秒将接受100,000,000个时钟滴答。

 

程序计数器 pc

   此寄存器包含下条指令执行的地址。每当取回一条指令时，PC的内容将自动增加。

处理器执行的指令非常简单：将内存X处的内容读入寄存器Y”；寄存器是微处理器的内部存储部件，用来存储数据并对数据执行某些指令。

堆栈指针SP

   微处理器经常需要访问存储临时数据的外部RAM。堆栈是一种便捷的存放临时数据的方法，处理器提供了特殊指令来将数值压入堆栈然后从堆栈中弹出。但有些处理器同时支持这两种方式，如ARM。

堆栈中后进先出LIFO。

 

处理机状态字 ps

指令的执行将得到执行结果，ps寄存器包含表示当前执行方式的信息。

1.2 内存

最快的存储器是高速缓存，它被用来暂存主存中的内容。Alpha  AXP处理器有两个内部高速缓存，一个用来缓存数据D-Cache 而另一个用来缓存指令 I-cache 。而外部高速缓存B-cache将两者混合。

1.3 总线

地址总线：为数据传输指明内存位置（地址）。

数据总线：包含传输的数据。

控制总线：双向的，它允许数据读入CPU也支持从CPU读出。

ISA  PCI总线是将外设连接到系统的常用方式。

1.4 控制器与外设

在总线上的每个控制器可以被CPU所单独寻址，这是软件设备驱动程序能写入寄存器并能控制这些寄存器的原因。

 

1.5 地址空间

I/O地址空间0x3f0是串行口COM1的控制寄存器之一。

1.6 时钟

  所有的操作系统都必须得到当前时间，实时时钟RTC.