第二章 處理器管理2.1處理器中斷技術進程及其實現線程及其實現Linux進程和線程Windows

2003進程和線程處理器調度處理器調度算法Linux調度算法Windows

2003調度算法2.1處理器計算機系統處理器寄存器指令

處理器狀態程序狀態字寄存器多處理器4Computer

System

anizationComputer-system

operation–

One

ormore

CPUs,device

controllersconnectthrough

common

bus

providing

access

toshared

memory5Computer-System

OperationI/O

devices

and

the

CPU

can

executeconcurrently.Each

device

controller

is

in

charge

of

aparticulardevice

type.Each

device

controller

has

a

local

buffer.CPUmoves

data

from/to

main

memory

to/fromlocal

buffersI/Oisfromthe

device

tolocal

bufferof

controller.Device

controller

informs

CPU

that

it

has

finishedits

operation

bycausing

an

interrupt.處理器1.單處理器和多處理器系統多處理機系統共享分布(緊密耦合)(松散耦合)2.寄存器(1)計算機系統的處理器包括一組寄存器，其個數根據機型的不同而不同，它們構成了一級存儲，比主存容量小，但速度快。這組寄存器所的信息與程序的執行有很大關系，構成了處理器現場。寄存器(2)通用寄存器–EAX、EBX、ECX和EDX指針及變址寄存器—ESP、EBP、ESI及EDI段選擇符寄存器--CS、DS、SS、ES、FS、GS指令指針寄存器和標志寄存器--EIP、EFLAGS控制寄存器--CR0、CR1、CR2和CR3外部設備使用的寄存器9寄存器(3)EAXEBXECXEDXAXBXCXDXESPEBPESIEDISPBPSIDI10寄存器(4)CSDSSSESFSGSIPEFAGCR0CR1CR2CR33.

指令與非

指令(1)機器指令的集合稱指令系統(1)數據處理類指令；

(2)轉移類指令；(3)數據傳送類指令；

(4)移位與字符串指令；

(5)I/O類指令。指令與非

指令(2)從資源管理和控制程序執行的角度出發，把指令系統中的指令分作兩部分：指令和非指令。

指令是指指令只能提供給操作系統的程序使用的，如:–啟動I/O設備、設置時鐘、控制中斷位、清主存、建立

鍵，加載PSW等。Which

of

the

following

instructionsSseht

voaululdeobfetimpreirv.

ileged?Read

the

clock.Clear

memory.Issue

a

trap

instruction.Turn

off

interrupts.Modify

entries

in

device-status

table.Access

I/O

device.134.處理器狀態處理器怎么知道當前是操作系統還是一般用戶程序在運行呢?處理器狀態標志:管理狀態( 狀態、系統模式、特態或管態)用戶狀態(目標狀態、用戶模式、常態或目態)處理器處于管理狀態時，程序可以執行全部指令，使用所有資源，具有改變處理器狀態的能力；處理器處于用戶狀態時，程序只能執行非

指令In x86的處理器狀態有四種，支持4個保護級別，0級權限最高，3級權限最低15處理器模式轉換導致處理器從用戶態向

態轉換，一是程序請求操作系統服務，執行系統調用；二是程序

運行時，產生中斷或異常事件，運行程序被中斷，轉向中斷處理或異常處理程序工作。兩類情況都通過中斷機制發生，中斷和異常是用戶態到內核態轉換僅有的途徑。從內核模式轉向用戶模式，計算機提供一條特

權指令稱作加載程序狀態字(IBM370為loadPSW指令，In x86為iret指令)，用來實現從系統( 態)返回到用戶態，控制權交給應用進程。程序狀態字寄存器(1)計算機如何知道當前處于何種工作狀態？這時能否執行指令？通常操作系統都引入程序狀態字PSW（Program

Status

Word）來區別不同的處理器工作狀態PSW用來控制指令執行順序并保留和指示與程序有關的系統狀態，主要作用是實現程序狀態的保護和恢復每個程序都有一個與其執行相關的PSW，每個處理器都設置一個PSW寄存器程序占有處理器執行，它的PSW將占有PSW寄存器程序狀態字寄存器(2)PSW寄存器包括以下內容：程序基本狀態：程序計數器；條件碼；處理器狀態位。中斷碼。保存程序執行時當前發生的中斷事件。中斷

位。指明程序執行中發生中斷事件時，是否響應出現的中斷事件。IBM360/370系列計算機程序狀態字的基本格式X8位系統4位CMWP 4位程序字段4位保護鍵16位中斷碼字段指令長和條件碼24位指令地址In

x86程序狀態字In

x86中，PSW由標志寄存器

EFLAGS和指令指針寄存器EIP組成，均為32位。EFLAGS的低位部分稱FLAGS，標志可劃分為三組：狀態標志、控制標志、系統標志。20EFLAG211)多處理器結構線程執行環境線程執行部件L1指令緩沖L1數據緩沖L2高速緩沖FSB線程執行環境線程執行部件L1指令緩沖L1數據緩沖L2高速緩沖北橋內存PCI總線222)超線程結構線程執行環境線程執行部件L1指令緩沖L1數據緩沖L2高速