Введение в микропроцессор 80386 Автор "" Размер 247364 Байт Страница 6 из 24 СКАЧАТЬ КНИГУ ЦЕЛИКОМ

операндами локальный указатель,  задающий  новую  величину  в
счетчике  команд,  а вызовы между сегментами используют в ка-
честве операндов глобальный указатель, который кроме CS изме-
няет и величину EIP. По командам вызова адрес  следующей  ко-
манды  заносится  в  стек,  после  чего производится загрузка
счетчика команд (и регистра CS, если переход делается в  дру-
гой сегмент). По команде возвратасохранненные величины извле-
каются  из  стека в EIP и, если требуется, в CS. Вызовы могут
иметь бесконечную вложенность и  рекурсивность,  ограниченные
лишь  размером стека.
     Для управления циклами, помимо условных переходов, 80386
обеспечивает выполнение команд LOOP (безусловно  и  условного
цикла).  Команды  цикла в качестве счетчика циклов используют
регистр ECX; в каждом цикле ECX уменьшается на 1 и выполнение
команды заканчивается, когда величина в ECX становится равной
нулю. Команды условных циклов заканчиваются в том случае, ес-
ли флаг содержит заданныю величину. В то  время  как  команды
цикла  предназначены  для  проверок  "в конце цикла", команда
"переход", если ECX=0 реализует проверку  в  начале  цикла  и
позволяет выполнять цикл 0 раз.
     
     2.3.3.3. Дополнительные команды
     
     Команда BOUND (проверка границ) 80386 может быть исполь-
зована  для проверки того, что индекс нассива находится в его
границах. Процессор 80386 имеет также команды установки и га-
шения флагов, загруаки и запоминания байта  статуса  регистра
флагов.
     Математический сопроцессор 80287 или 80387 добавляет ко-
манды,  необходимые  операционной системе для его инициализа-
ции, обработки особых случаев, а также для запоминания и вос-
становления статуся сопроцессора.
     Наконец, естественно, процессое 80386 имеет команду "нет
операции".
     
     
     3. Системная архитектура
     
     Назначение системной архитектуры заключается в обеспече-
нии иперационных систем, однако операционные  системы  весьма
различны  по  своим  требованиям.  Для решения этой проблемы,
процессор 80386 обеспечивает набор ресурсов,  которые  разра-
ботчики  операционных систем могут использовать по своему ус-
мотрению. В результате системная архитектура 80386 может быть
сконфигурирована так, чтобы  удовлетворить  всем  требованиям
разрабатываемой операционной системы.
     
     3.1 Системные регистры
     
     Кроме  регистров, рассмотренных в предыдущей главе, опе-
рационная система иногда использует регистры 80386,  показан-
ные  на  рис.3-1.  (Далее в этой главе эти регистры еще будут
рассматриваться; здесь они показаны для справки). В  основном
этими  регистрами  пользуется сам 80386; операционная система
лишь инициализирует системные регистры и  игнорирует  их  при
нормальной  работе.  Однако,  операционная система может вос-
пользоваться системным регистром при обработке  особого  слу-
чая. Например, при страничной ошибке процессор загружает оши-
бочный адрес в регистр CR2; обработчик страничных ошибок опе-
рационной системы использует этот адрес для поиска соответст-
вующего элемента страничной таблицы. Системные регистры обыч-
но недопустимы прикладным программам, поскольку оперировать с
ними  могут только привилегированные команды. (Особые случаи,
страничные ошибки и привилегированные команды рассматриваются
далее в этой главе).

             47               15        0
             ЙННННННННННННННННЛННННННННННН»
             є  базовый адрес є пр.размер є глобальная табл.
             МННННННННННННННННОННННННННННН№ дескрипторов
             є                є           є табл.дескрипторов
 ЙНННННННННННОННННННННННННННННОННННННННННН№ прерываний
 є селектор  є                є           є локальная табл.
 ИННННННННННННННННННННННННННННКНННННННННННј дескрипторов
 ИНННННННННННКННННННННННННННННННННННННННННј
             системные адресные регистры

   31                        0
   ЙННННННННННННННННННННННННН»
   є                         є вспомогательный
   МННННННННННННННННННННННННН№
   є                         є резервный
   МННННННННННННННННННННННННН№
   є                         є линейный адрес стр.ошибки
   МННННННННННННННННННННННННН№
   є                         є базовый адрес справочника
   є                         є страниц
   ИНННННННННННННННННННННННННј
    системные управляющие регистры
     
     
     3.2. Обеспечение многозадачных операционных систем
     
     Многие свойства системной архитектуры 80386  непосредст-
венно  обеспечивают многозадачные операционные системы, хотя,
конечно, 80386 может быть использован и в однозазадачных сис-
темах с повушенными тербованиями. Многозадачная работа предс-







Загрузка...








тавляет собой способ управления работой вычислительной систе-
мой в тех случаях, когда работа системы состоит из нескольких
видов деятельности; тремя видами деятельности могут быть нап-
ример, редактирование одного файла, компиляция другого и  пе-
редача третьего файла в другую машину.
     В многозадачной системе каждый вид деятельности, который
может осуществляться одновременно с другими, называется зада-
чей. (В данном материале термин "задача " эквивалентен терми-
ну  "процесс").  Каждая задача выполняет программу, состоящую
из команд и исходных данных. Одна и та же программа может вы-
полнятся несколькими задачами; например, в многозадачной сис-
теме с разделением времени несколько задач (по числу  пользо-
вателей) могут использоваться одним и тем же компилятором или
редактором.  Программы и задачи соотносятся друг с другом по-
добно партитуре музыкального произведения и  его  исполнению:
программа  -  это текст, описывающий алгоритм, а задача - это
однократное исполнение этого алгоритма.
     Программы, выполняемые задачами. Составлены так, как ес-
ли бы они выполнялись на отдельных процессорах  с  общей  па-
мятью,  т.е. Используя паузы, необходимые для связи или синх-
ронизации с другими задачами, теоретически каждая задача  вы-
полняется непрерывно параллельно с другими задачами. На самом
деле  , однако, задачи выполняются поочередно одним процессо-
ром.
     Многозадачная операционная система моделирует  несколько
процессоров,  предоставляя каждой задаче "виртуальный процес-
сор". В каждый момент времени операционная  система  передает
реальный  процессор одному из виртуальных процессоров, выпол-
няющему свою задачу. Для поддерживания впечатления, что  каж-
дая  задача  имеет свой процессор, операционная система часто
переключает реальный процессор на различные виртуальные  про-
цессоры. В системной архитектуре 80386 для операции смены за-
дачи  предусмотрены  сегменты состояния задачи и команды, вы-
полняющие эту операцию.
     
     3.2.1. Сегмент состояния задачи
     
     Сегмент состояния задачи (TSS) является  одной  из  нес-
кольких структур данных, определяемых системоной архитектурой
80386. Фактически, эти структуры данных являются "типами дан-
ных"  для  операционных систем. Сегмент TSS(см.Рис.3-2) Соот-
ветствует тому, что в некоторых операционных системах называ-
ется блоком управления задачей; в этом сегменте хранится сос-
тояние виртуального процесора  задачи.  Каждая  задача  80386
представлена своим TSS, который делится на две части. Младшая
часть  TSS определена системной архитектурой 80386 и содержит
значения регистров процессора. Старшая часть TSS  может  быть
определена операционной системой для хранения данных, связан-
ных  с задачей, например, приоритета выполнения, дескрипторов
файлов и т.д. Дла создания своей задачи операционная  система
формирует  TSS  и инициализирует его величинами, необходимыми
задаче для начала ее выполнения. В результате 80386 поддержи-
вает младшую часть TSS, а за его старшую часть несет ответст-
венность операционная система.
     
           ЙННННННННННННННННННННННННННННННННННННН»
           є (Определенная операционная          є
           .               система)              .
           МННННННННННННННННННННННННННННННННННННН№
           є Адрес локальной табл.дескрипторов   є
           МННННННННННННННННННННННННННННННННННННН№
           є Справочный адрес страничной табл.   є
           МННННННННННННННННННННННННННННННННННННН№
           є Общие регистры                      є
           .                                     .
           МННННННННННННННННННННННННННННННННННННН№
           є Регистр флагов                      є
           МННННННННННННННННННННННННННННННННННННН№
           МННННННННННННННННННННННННННННННННННННН№
           є Сегментные регистры                 є
           .                                     .
           МННННННННННННННННННННННННННННННННННННН№
           є Привилигированные                   є
           .                                     .
           ИНННННННННННННННННННННННННННННННННННННј
     
     
     3.2.2. Смена задачи
     
     Операционная система разрешет выполнение ??????? в соот-
ветствии с планом. Этот план устанавливает  время  выполнения
задач.  Поскольку  методы  планирования  ????????  различные,
80386 предоставляет это операционной системе. ???? Когда опе-
рационная система решает начать выполнение ????? задачи,  она
направляет  процессор  на выполнение еще одного ?????, иногда
называемого сменой контекста.
     Процессор 80386 хранит селектор и дескриптор ????? теку-
щей задачи в своем регистре задачи ?????? операционная систе-
ма выдает команду перехода ???????? является селектор сегмен-
та TSS новой задачи ?????? эту команду, занося  вначале  свои
регистры  в  текущий  TSS,  а затем загружая TR селектором (и
связанным с ним дескриптором), указанным в  команде.  Получив
адрес нового TSS, процессор загружает свои регистры величина-
ми из нового TSS. После чего выполнение программы продолжает-
ся с команды, на которую указывает счетчик команд новой зада-
чи. Для возобнавления старой задачи операционная система дол-
жна  выдать команду перехода и TSS старой задачи, после этого
выполнение старой задачи продолжается с  командой,  следующей
после команды перехода TSS, прекратившей ее выполнение. Такая
смена  задачи  занимает  17 мкс (при рабочей частоте 16 мгц и
отсутствии состояний ожидания).
     
     3.3. Адресация