操作系统任务调度(包你学会)

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1、操作系统中任务调度的实现上图，就是TTS的最基本的结构，在它的后面，操作系统还可以另外增加若干字节以存放一些额外的数据，不过CPU只使用最基本的共104字节的空间。从上面的结构中我们可以看见，里面几乎保存了一个进程运行所需要使用的CPU的所有信息，下面，我们就来详细研究下这个结构。在上图中，已经用三种色彩将上述的TSS结构分成了三部份，对于“未用”部份我们可以不必理会，另外还有两个部份：“CPU自动更新区”及“CPU只读区”，所谓“自动更新”是指当CPU在进行任务切换的时候，会自动将当前任务的相关信息存放到TSS的相应位置中，这样，CPU就保存了当前任务的相关信息

2、。“只读区”是指CPU在任务切换时会从中读取相关信息，但是，在任务被切换出去的时候，不会保存它们，因此，“只读区”的信息是由操作系统在创建任务的时候就指定好的，CPU只是读取而不会去修改它们。从上图中，我们知道了CPU将当前任务的相关信息保存在什么地方，不过这个TSS实在是太大了！它不可能放在CPU中，而只能被放在内存中，因此我们还需要一个指针只向内存中的TSS，这样CPU就可以通过这个指针找到相应的TSS了，这样的指针有两种，我们分别将其称为“TSS描述符”和“任务门”。“TSS描述符”及“任务门”的结构与用途下面我们还是先来看看“TSS描述符”的结构：1570

3、TSS的大小限制的0~15位TSS的基址的0~15位PDPL010B1基址的16~23位大小限制的基址的24~31位G0016~19位AVL位：软件可利用位B：标志任务忙与不忙DPL：特权级（2位）P：存在位，标志TSS是否存在于内存中G：粒度位，在32位保护模式下，应当置1上图就是“TSS描述符”结构，从图中我们可以看见，它给出了一个TSS所在的内存位置以及TSS的大小。这里需要注意的是，从前面的TSS基本结构图中我们可以知道一个TSS基本结构最小不能小于104字节，因此，这里的TSS的大小限制最小是103（TSS的最小结构的大小104–1）。另外还要特别引起注

4、意的就是图中的“B”位，这一标志位用来标志一个任务是否是忙任务。如果B位被清零，那么我们就说这个任务是一个“可用任务”，-4-操作系统中任务调度的实现如果B位被置1，我们说这个任务是一个“忙任务”，所谓“忙任务”是指它正在被运行，或者它是一个被任务链链接起来的任务，明白“B”位的用处在实际的编程序非常重要，但在这里不打算详加描述，把详细的描述留给下面的文字完成。从上图我们可以看出，一个“TSS描述符”指代了一个TSS结构，按理来说，这已经完全足够使用了，但是用于Intel允许在中断的时候也可以进行任务切换，这样，我们就可以把中断处理程序作为一个专门的任务，然而，中

5、断描述符表中存放的只能是门描述符，而上面的“TSS描述符”并不是一种门描述符，因此，它不能被放在中断描述符表中，于是Intel又定义了一种“任务门”，它其实指向的是一个“TSS描述符”，但由于它是一种门描述符，因此，它可以被放在中断描述符表中，这样当发生中断的时候，CPU通过中断号查询中断描述符表，得到相应的门描述符，如果发现它是一个“任务门”，则通过它找到相应的“TSS描述符”，再通过相应的“TSS描述符”找到相应的“TSS结构”。其实，我总觉得定义“任务门”有点多此一举，但Intel已经这样做了，我们也就不得不照办。下面，我们就来看看“任务门”的结构：1570

6、保留（应置为0）TSS选择符PDPL00101保留（应置为0）保留（应置为0）上图就是“任务门”的结构，其中被用到的地方极少，Intel真是浪费啊！P位与DPL位与前面的“TSS描述符”中的相应位的作用是一样的，这里就不多述说了，余下就说说“TSS选择符”吧。从前面的TSS描述符我们以经知道了，一个“TSS描述符”指代了一个TSS结构，通过它我们可以知道一个TSS结构在内存中的位置。那么我们又怎样得到一个“TSS描述符”的呢？它又是放在什么地方的呢？在操作系统中，这样的TSS描述符由于会被CPU、中断服务程序、其它进程访问，因此它只能放在“全局描述符表”中（有“关

7、全局描述符表”在《操作系统引导探究》一文中有详细描述）。因此我们需要用一个索引来指出“TSS描述符”在全局描述符表中的位置，这样我们就可以找到相应的“TSS描述符”了，这个索引就被称之为“TSS选择符”，顾名思义，它是用来在“全局描述符表”中选择“TSS描述符”的。下面，我们通过一个图来看看CPU是怎么进行任务切换的，这个地方比较有趣的是“任务门”与“TSS描述符”都是放在“全局描述符”表中的，并且都需要一个索引指出它们在表中的位置，而这个索引都是一个选择符，分别称为“任务门选择符”与“TSS选择符”。CPU任务切换行为概述-5-操作系统中任务调度的实现由jmp，

8、call，