杭电操作系统课程设计.ppt

主要任务 线程的创建和撤消 FCFS调度 时间片轮转调度 同步机制的实现 消息缓冲队列 通信机制的实现 编程环境 16位的DOS模式：内存地址20位 Turbo C 2.0 DOS的内存管理 地址线为20根，即物理地址为20位； 内存空间不超过1M； 字长为16位； 分段存储管理方式： 每段长度不超过216B； 段表用寄存器的方式来实现： CS——代码段内存基址 DS——数据段内存基址 SS——堆栈段内存基址 DOS规定：段在内存的起始地址的低4位必须为0。 DOS的内存管理 二维的逻辑地址: seg:off 逻辑地址 seg×24+off 物理地址 DOS的内存管理 DOS系统，C语言中地址的两种表达方式： 指针 ：如 char *p; 用两个无符号整数seg:off分别表示段内存基址的高16位，段内偏移: 如 0X100:0X20 Turbo C提供了宏函数，使两种方式之间可以互相转化： p=MK_FP(seg,off); seg=FP_SEG(p); off=FP_OFF(p). 线程的概念 线程是进程内一个相对独立的运行单位，一个进程可以有一个或多个线程（至少有一个），这些线程共享这个进程的代码、数据及大部分管理信息，但每个线程有自己的程序计数器、堆栈和线程控制块。 拥有资源的基本单位——进程； 执行的基本单位（即CPU调度和分派的单位)——线程。 堆栈的概念 堆栈其实是一段内存空间； 堆栈中最后压入数据的那个单元叫栈顶，该单元的地址就是栈顶指针； CPU执行很多指令时都会用到堆栈，比如： push 指令； pop指令； 函数调用指令 call； 函数返回指令ret和中断返回指令 iret； int指令 等等。 函数调用的参数及返回地址，程序的局部变量等信息通常都被保存在进程的堆栈中。 堆栈的概念 传统的进程由PCB、代码段、数据段和堆栈段四部分组成，但很多系统中把堆栈包含在数据段中。 引入线程后，每个线程都必须有自己的私有堆栈。 CPU切换时，要进行堆栈的切换，从而使新进程（或新线程）可以把信息保存在自己的堆栈中，而不是老进程（或线程）的堆栈中。 CPU正在使用的堆栈被称作现行堆栈，它的栈顶指针存放在CPU的栈顶指针寄存器中（如SS：ESP）。 堆栈的概念 线程控制块 #define NTCB 5 struct TCB{ unsigned char *stack; /* 线程堆栈的起始地址 */ unsigned ss; /* 堆栈段址 */ unsigned sp; /* 堆栈指针 */ char state; /* 线程状态：执行、就绪、阻塞 */ char name[10]; /* 线程的外部标识符 */ } tcb[NTCB]; /*NTCB是系统允许的最多任务数*/ 线程控制块 #define FINISHED 0 /* 表示线程处于终止态 或 TCB是空闲状态 */ #define RUNNING 1 /* 表示线程处于运行态 */ #define READY 2 /* 表示线程处于就绪态 */ #define BLOCKED 3 /* 表示线程处于阻塞态 */ CPU切换 CPU的指令计数器（X86中的CS，IP寄存器）中保存有下一条要执行的机器指令的地址； 每次CPU取指令后，指令计数器的值被加上所取指令的字节数，调整为下一条指令的地址； 修改指令计数器的方法： 跳转指令（如JMP，JNE等） 函数调用指令 中断。 CPU切换 跳转指令JMP的格式： JMP 操作数 CPU切换 函数调用指令CALL的格式： CALL 操作数 CPU切换 中断 -当CPU在执行指令1的期间收到8号中断信号，并在该指令执行完后响应中断时，硬件将完成下列动作： 将flags寄存器压栈； 将CS，IP寄存器压栈； 从中断向量表的第8个向量中获得8#中断处理程序的入口地址，将它们装入CS，IP中。 -Iret指令将从栈顶依次弹出ip,cs,flags。 X86实模式的寄存器 CPU切换时需要保存的现场信息