Linux多任务相关的TR寄存器和TSS任务状态段数据结构
TR寄存器和TSS任务状态段数据结构可以帮助Linux操作系统快速的完成任务切换并保存原有任务的内容,
具体的过程分析如下:
任务状态段TSS
先来看下任务状态段TSS的结构:
如上图所示:整个TSS可分成两类:
> 只读静态字段集(图中灰色部分)
>每次任务切换时处理器将会更新的动态字段集(图中白色部分)
SS0:ESP0用于保存任务在内核态运行的堆栈指针。任务工作在用户态时堆栈指针则保存在SS:ESP寄存器中。
TSS可以位于线性空间的任何位置。TSS与其他段一样,也是使用段描述符来定义的。 TSS的描述符只能放在全局描述符GDT中。注意:在上一篇文章中,全局描述符表里也有局部描述符项。这个在GDT表定义的时候有体现。
TR任务寄存器
任务寄存器指向TSS,可以用来确定当前执行的任务。
1)TR任务寄存器同样有16位的可见部分和48位的隐藏部分构成。
2)可见部分的选择符用于在GDT表中选择一个TSS描述符;
3)不可见部分存放TSS描述符中的基地址和段限长值;
4)LTR和STR指令用于对16位选择符进行读写操作;
CPU在以下4种情况下会切换任务:
1)当前任务执行了一条引用TSS描述符的JMP或者CALL指令;
2)当前任务执行了一条引用任务门的JMP或者CALL指令;
3)引用中断描述符表(IDT)中的任务门中断或异常;
4)当嵌套任务标志NT置位时,当前任务执行了一条IRET指令;
补充说明:
还有一种通过任务门描述符访问TSS的方式,在一般的段描述符中将第3、4字节的基地址位替换为TSS描述符的选择符,并利用其中的DPL字段来控制访问权限。更具体的说明参见后面的中断描述符表IDT描述符的内容。