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本篇文章接着上一篇文章学习中断任务。
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本篇文章接着上一篇文章学习中断任务。
我们在前面文章中一直在说通过中断发起任务切换本文就是将之前没有说明白的内容通过中断发起任务切换讲明白。
1、 中断任务
当中断和异常发生时如果根据中断向量从IDT中找到的描述符是任务门则不是进行一般的中断处理过程而是发起任务切换。如下图是通过中断发起任务切换的原理 用中断发起任务切换直觉上的好处是方便。比如因为硬件中断的发起是客观的很容易用它来实现一个剥夺式的、抢占式的多任务系统。这就是硬件调度机制。
不过这并不是它最主要的目的。想象一下当前任务正在执行的时候突然发生了终止类型的异常比如双重故障会怎么样在这种情况下想要用iretd指令返回到哪个任务继续执行时不可能的了。
在这种情况下如果把双重故障的处理程序定义成任务非常恰当。当双重故障发生时执行任务切换切换到内核中的任务中去从容的将发生故障的任务从从系统中抹去回收内存空间然后重新调度其他任务执行会是最好的解决办法。
具体的说在中断机制中使用任务门有以下好处
被中断的那个程序或者任务的整个执行环境可以被完整的保存起来保存带它的TSS中由于接管任务的是一个全新的任务因此可以使用一个全新的0特权级栈。这可以有效的防止因当前任务的0特权级栈遭到破坏而使整个系统崩溃由于是切换到一个新的任务因此它有一个独立的地址空间
当然和一般的中断胡成立过程相比利用中断发起任务切换也有不利的一面那就是速度很慢毕竟要保存大量的机器状态并进行一些列的特权级和内存访问的检查。
由中断和异常而发起的任务切换时不再保存CS、EIP的状态但是在任务切换工作完成后处理器要把错误代码压入新任务的栈中如果有错误代码的话。
任务是不可重入的因此在进入中断任务之后和执行iretd指令之前必须关中断以防止因相同的中断再次发生而产生常规保护异常。
2、错误代码
上面提到了错误代码。下面我们简单介绍错误代码。
有些异常产生时处理器会在异常处理程序或者中断任务的栈中压入一个错误代码。通常这意味着异常和特定的段选择子或者中断向量有关。
如下图是一个错误代码的格式 EXT位异常是由外部事件引起的。此位为1时表示异常是由NMI、硬件中断等引发的。IDT位用于指示描述符的位置。次位为1时表示段选择子的索引部分错误代码的位15-位3是指向中断描述符表IDT的。为0时表示段选择子的索引部分是指向GDT或者LDT的。TI位 仅在IDT位为0的时候才有意义。当TI0时表示段选择子的索引部分指向GDT否则指向LDT。段选择子的索引部分用于指示GDT/LDT内的段描述符或者IDT内的门描述符它就是我们平时所用的段选择子段选择子的高13位有时候错误代码可能全是0这表示异常的产生并非由于引用了一个特定的段也有可能是想要引用一个段但是那个段的描述符是空的。
3、总结
本文主要学习通过中断发起的任务切换以及学习以下错误代码的格式以及各个位代表的含义。
详细的内容还是要参考原书籍这里只是做一个简单的总结。
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