80386控制寄存器与系统地址寄存器在任务切换中的作用

"本文主要介绍了寄存器保存区域在任务状态段(TSS)中的作用，以及80386处理器的控制寄存器和系统地址寄存器的功能，特别是控制寄存器CR0、CR2和CR3在分段和分页管理机制中的应用。" 在操作系统中，寄存器保存区域是一个重要的概念，特别是在任务切换时。任务状态段（TSS）包含了这个保存区域，位于TSS的偏移20H到5FH处。这个区域用于存储通用寄存器（如EAX、ECX、EDX等）、段寄存器（如ES、CS、SS、DS等）、指令指针EIP和标志寄存器EFLAGS。当一个任务被切换出时，这些寄存器的当前值会被保存在这里，确保任务的状态得以保留。当任务再次被切换回时，这些寄存器的值会被恢复，以便任务能够继续执行，就像从未被中断一样。 80386处理器的控制寄存器对于系统管理和硬件功能的控制至关重要。其中，CR0是一个32位的控制寄存器，它包含了许多关键的控制位，如PE（保护启用）和PG（分页启用）。PE位决定了处理器是否运行在实模式或保护模式。当PE=0，处理器处于实模式，不支持内存保护；当PE=1，处理器运行在保护模式，启用内存保护和分段机制。而PG位则控制分页管理机制，PG=0表示禁用分页，线性地址直接映射为物理地址；PG=1则启用分页，线性地址需要经过页表转换才能得到物理地址。 控制寄存器CR1在80386中被保留，不能使用。CR2用于存储页故障时的线性地址，而CR3存储了页目录表的物理页号，是实现分页机制的重要组件。当PG位被设置时，线性地址需要通过CR3指向的页目录表来转换成物理地址，从而实现虚拟内存到物理内存的映射。 分页管理机制允许操作系统更精细地控制内存访问，可以实现内存保护、内存交换和内存分区等功能。同时，通过PE和PG位的配合，可以在保护模式下选择是否启用分页，提供不同的处理器工作模式。值得注意的是，改变PG位会立即影响分页机制，因此在切换时需要谨慎操作，确保相关程序的数据和代码已经适应新的分页设置，否则可能导致异常。 寄存器保存区域和控制寄存器是操作系统进行任务管理和内存管理的关键组件，它们确保了多任务环境下的正确运行，并提供了高级的内存管理特性。