在程序間切換

2021-10-02 09:23:04 字數 972 閱讀 4391

在前面了解過,執行在作業系統上的多個程序可以併發執行,而程序的併發就需要程序間進行切換。

作業系統完成程序的切換,問題來了:當乙個程序正在執行,作業系統怎麼獲得cpu的控制權

通過yield系統呼叫:這個系統呼叫只是將cpu的控制權交給作業系統。

或者當程式發生異常時,會陷入作業系統,作業系統再次控制cpu。

弊端:如果程式中沒有通過系統呼叫將控制權交給作業系統,也不會出現問題,作業系統也就沒了作用。

為了解決協作方式必須顯式的進行系統呼叫,在硬體(時鐘裝置)

的幫助下,使用非協作的方式,將cpu的控制權交給作業系統。

時鐘中斷:始終裝置可以隔固定的時間產生一次中斷。產生中斷時,當前正在執行的程式暫停執行,改為執行預先配置的中斷處理程式。中斷處理程式,將cpu控制權交給作業系統

當程序進行切換時,為了保證下次切換回來時,cpu的內部暫存器(上下文)與切換之前一樣,就需要進行儲存和恢復上下文。

儲存和恢復上下文:假設當前程序為a,作業系統要切換到程序b,就需要將a的各個暫存器的值儲存起來;將b的上下文進行恢復。

作業系統@啟動時(核心模式)

硬體程式(使用者模式)

初始化陷阱表

啟動中斷時鐘

啟動時鐘

每隔x毫秒中斷cpu

作業系統@執行時(核心模式)

硬體程式(使用者模式)

程序a執行中

時鐘中斷

儲存上下文(將暫存器的值儲存到核心棧)

轉向核心模式

程式計數器跳到中斷處理程式

執行中斷處理程式

呼叫switch()例程(上下文切換)

中斷返回

切換到程序b

恢復b的上下文

轉向使用者模式

程式計數器跳入程序b

程序b執行中

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