IA-32架构下的任务切换与管理

"IA-32架构汇编语言程序设计主要涵盖了在32位保护模式下如何编写汇编语言程序，以及多任务环境中的任务切换原理。课程旨在帮助学习者熟悉操作系统并掌握汇编语言编程技能。" 在IA-32架构中，任务切换是多任务操作系统中的核心机制，它允许系统在多个任务之间平滑地分配处理器时间，确保系统的高效运行。任务切换涉及到处理器状态的保存与恢复，以确保任务在切换后能从上次中断的地方继续执行。 8.1 什么是任务切换 任务切换是指在多任务系统中，从一个执行的任务暂停，转而执行另一个任务的过程。每个任务拥有独立的局部描述符表（LDT）和任务状态段（TSS），用于存储其特定的段描述符和上下文信息。任务切换由处理器固件自动处理，但切换时机通常由操作系统决定。多任务系统中，任务切换有两种基本类型：协同式和抢先式。协同式依赖任务自我控制执行权的释放，而抢先式则通过定时中断强制切换，保证任务执行的公平性。 8.2 任务切换前的设置 在任务切换前，需要区分任务的全局空间和局部空间。全局空间（0特权级）由操作系统和内核提供，包含系统服务和公共数据，所有任务都可以访问。相反，局部空间（3特权级）是每个任务特有的，存储私有代码和数据。任务之间的转换通常通过调用门实现，这允许在保持安全性的前提下，从3特权级的局部空间进入0特权级的全局空间，调用操作系统服务。 任务切换过程中，处理器会保存当前任务的状态，包括寄存器值、堆栈信息等，然后加载即将执行任务的上下文。这一过程涉及对任务状态段（TSS）的处理，TSS记录了任务的重要信息，如栈指针、段选择子等，使得任务能在切换后准确恢复执行。 总结来说，IA-32架构下的汇编语言程序设计需要理解任务切换的基本概念和技术细节，包括任务的局部和全局空间划分、特权级别的管理，以及如何通过调用门和任务状态段实现安全的任务切换。这些知识对于编写高效的系统级程序和深入理解操作系统的工作原理至关重要。