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href="http://developer.ccidnet.com/pub/disp/Column?columnID=303&pageNO=1"><B>技术开发</B></A><B>:文章</B>
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target=_blank><INPUT type=hidden value=编写实模式多任务操作系统模型之二 name=title>
<INPUT type=hidden value="高克强 王兴泰" name=author> <INPUT type=hidden
value="2002.12.31 11:20:57" name=publish_time> <INPUT type=hidden
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name=link> </FORM><IMG height=5 src="" width=5><BR><A
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<TD class=content vAlign=top width=561><IMG height=5 src=""
width=5><BR><SPAN
class=p16><B>编写实模式多任务操作系统模型之二（1）</B></SPAN><BR>作者：高克强 王兴泰
本文选自：开放系统世界——赛迪网 2002年12月31日 </TD></TR>
<TR>
<TD class=content vAlign=top width=19></TD>
<TD class=content vAlign=top width=561 height=144><BR><SPAN
class=p11b><IFRAME align=right marginWidth=0 marginHeight=0
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height=300></IFRAME>在《<A
href="http://developer.ccidnet.com/pub/disp/Article?columnID=303&articleID=35451&pageNO=1"
target=_blank>编写实模式多任务操作系统模型之一</A>》中，我们了解了X86模式的功能特点，运行机制并对程序模块进行了分析。本文中，我们将继续分析程序模块的进程调度子程序和其他辅助程序，并完成这个程序的编译及安装运行。
<BR><BR><B>进程调度子程序scheduler</B>
<BR><BR>scheduler是系统的进程调度程序，是实现多任务关键的部分。它实质上是嵌入到系统时钟中断内来完成进程调度功能的。由于系统时钟以18.2次/秒的频率发生中断，这样每当时钟中断一发生，便可带动进程调度程序执行，所以这个OS模型是以时钟中断来驱动的。为了不影响原来时钟中断程序的例行工作，它开始运行时首先要调用位于ROMBIOS中的
0xF000:0xFEA5
处的时钟中断服务程序。返回后，它从current_task单元中找到当前被中断进程的进程号，根据该进程号在SPtable中找到其进程栈指针的存放地址，将其栈指针存入到该地址中，为下一次运行做好准备。而后将
current_task 加1，得到下一个将被调度运行的进程号。由该进程号在 SPtable
中找到上一次该进程被中断时的进程栈指针，将CPU的SP寄存器设为该值，这样堆栈指针便指向进程栈的栈顶。由于每次进程被中断运行时在进程栈顶都保存有断点处的CPU内部通用寄存器及ES和DS的值，此时将这些值恢复到相应的寄存器中，最后通过一条IRET指令便可将CPU的控制权转移到这一进程上，这个进程便重新从断点处重新运行。整个系统便在调度程序的控制下循环往复地运行，依次将CPU分时地切换到各个进程上。由于切换的速度较快，所以宏观上我们便看到几个进程在同时向前并行推进，互不影响。在微观上，几个进程轮流占用CPU，分时运行。
<BR><BR>Scheduler初次被激活是Kernel全部初始化工作完成后。Kernel初始化工作完成后，各个进程堆栈空间布局均如图7所示的形式，其中“Task1偏移地址”单元中为相应进程入口地址的偏移地址。在Kernel程序中:
<BR><BR><CCID_NOBR>
<TABLE cellSpacing=0 borderColorDark=#ffffff cellPadding=2 width=550
align=center borderColorLight=black border=1>
<TBODY>
<TR>
<TD class=code bgColor=#e6e6e6><PRE><CCID_CODE>jmp $ ; kernel在此等待时钟中断的到来</CCID_CODE></PRE></TD></TR></TBODY></TABLE></CCID_NOBR><BR><BR>该指令相当一条无穷循环指令
while(1);，当时钟中断到来时，它将从无穷循环中转到scheduler去执行，而后每一次时钟中断都引起scheduler的运行，这时的各个进程堆栈空间布局仍有如图7所示的形式，只不过此时堆栈的底端由于进程的运行已经有进程所压入的数据，留下了进程运行过的痕迹，如图8所示。调度程序运行流程如图9所示。
<BR><BR>
<CENTER><IMG src="04.files/60165.gif"></CENTER><BR><BR>
<CENTER><IMG
src="04.files/60166.gif"></CENTER><BR><BR>具体工作步骤如下(假设调度程序运行前，CPU正处于task1的进程空间，SP指向task1的进程堆栈的栈顶，此时发生时钟中断，scheduler投入运行)：
<BR><BR>1.调度程序将task1进程断点处的CPU内部通用寄存器及ES和DS的值压入到task1进程堆栈中，代码如下：
<BR><BR><CCID_NOBR>
<TABLE cellSpacing=0 borderColorDark=#ffffff cellPadding=2 width=550
align=center borderColorLight=black border=1>
<TBODY>
<TR>
<TD class=code bgColor=#e6e6e6><PRE><CCID_CODE>pusha
push es
push ds</CCID_CODE></PRE></TD></TR></TBODY></TABLE></CCID_NOBR><BR><BR>2.向中断控制器8259发送EOI中断结束指令：
<BR><BR><CCID_NOBR>
<TABLE cellSpacing=0 borderColorDark=#ffffff cellPadding=2 width=550
align=center borderColorLight=black border=1>
<TBODY>
<TR>
<TD class=code bgColor=#e6e6e6><PRE><CCID_CODE>mov al, 0x20
out 0x20, al</CCID_CODE></PRE></TD></TR></TBODY></TABLE></CCID_NOBR><BR><BR>3.将标志寄存器Flag压入堆栈，调用位于ROMBIOS中的
0xF000:0xFEA5 处的原时钟中断服务程序，使原时钟中断服务程序完成其原有的工作，代码如下：
<BR><BR><CCID_NOBR>
<TABLE cellSpacing=0 borderColorDark=#ffffff cellPadding=2 width=550
align=center borderColorLight=black border=1>
<TBODY>
<TR>
<TD class=code bgColor=#e6e6e6><PRE><CCID_CODE>pushf
call 0xF000:0xFEA5</CCID_CODE></PRE></TD></TR></TBODY></TABLE></CCID_NOBR><BR><BR>由于原时钟中断为硬件中断，所以中断服务程序返回指令为iret。iret指令依次将栈顶字单元的内容弹出到IP、CS及Flag中，这样为了保证上述call指令的正确返回及堆栈不被破坏，所以要在call指令的前面加入pushf指令，以和iret的动作相配合。
<BR><BR>4.保存将被剥夺执行权的task1进程堆栈指针。由于进程堆栈中保存有进程被中断时的断点信息，而其它进程运行时也要使用CPU内部的SP寄存器，所以在进行任务切换前要做进程的堆栈指针的保存工作。如下指令所示：
<BR><BR><CCID_NOBR>
<TABLE cellSpacing=0 borderColorDark=#ffffff cellPadding=2 width=550
align=center borderColorLight=black border=1>
<TBODY>
<TR>
<TD class=code bgColor=#e6e6e6><PRE><CCID_CODE>mov ax, [current_task]
mov bx, ax
shl bx, 1
lea si, [SPtable]
mov [ds:si + bx], SP</CCID_CODE></PRE></TD></TR></TBODY></TABLE></CCID_NOBR><BR><BR>在current_task内存中存放当前运行进程的进程号，以为索引可以在
SPTABLE
数组中找到该进程堆栈指针的存放地址，即进程堆栈指针的存放地址=SPtable+2*进程号，找到该地址将进程断点处的SP存入其中。
</SPAN>
<P align=center> <BR><FONT color=#ff0000>1</FONT> <A
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href="http://developer.ccidnet.com/pub/disp/Article?columnID=303&articleID=35453&pageNO=2">2</A>
<A class=content01
href="http://developer.ccidnet.com/pub/disp/Article?columnID=303&articleID=35453&pageNO=3">3</A>
<SPAN class=content01><A class=content01
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</P></TD></TR><!-- 包含文章结束--></TBODY></TABLE>
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<TR>
<TD><A class=content
href="http://market.ccidnet.com/pub/disp/Column?columnID=380"><FONT
color=#0000ff>“中国IT市场情报中心”会员注册优惠月</FONT></A></TD></TR></TBODY></TABLE><!-- 包含相关文章开始-->
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<TR>
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编写实模式多任务操作系统模型之一</A> <SPAN
class=content01>(2002.12.31)</SPAN></TD></TR>
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class=content01>(2002.12.26)</SPAN></TD></TR>
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class=content01>(2002.12.23)</SPAN></TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR></TBODY></TABLE><!-- 包含相关文章结束--><BR><!-- 包含信息化大赛开始 --><!-- 包含信息化大赛结束 -->
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