等小雨淅淅

TSS 任务状态段

单核 CPU 要想实现多任务，唯一的方案就是多个任务共享同一个 CPU，让所有任务轮流使用。

TSS（Task Status Segment）是程序员为任务单独定义的一个结构体变量。CPU 通过 TSS 保存和恢复任务的上下文（寄存器状态、栈指针等），从而实现任务切换。

用户进程

用户进程 = 运行在 CPU 用户态（Ring3）的程序，它有三条限制：

1. 不能随便访问硬件 — 所有硬件操作必须通过内核代理
2. 不能随便访问内核内存 — 用户空间和内核空间隔离
3. 只能通过中断 / 系统调用请求内核帮忙干活

这种隔离保证了即使某个用户进程崩溃，也不会影响整个系统的稳定性。 收起

为什么要有锁？

一种互斥的机制，使临界区具有原子性，避免产生竞争条件，从而避免多任务访问公共资源时出问题。

核心概念

信号量

信号量就是个计数器，计数值是自然数，用来记录所积累信号的数量。

• up（增加操作）：信号量加 1 + 唤醒等待线程
• down（减少操作）：判断信号量是否大于 0 → 如果大于 0 则减 1，否则阻塞等待

键盘输入处理流程

每次 8048 向 8042 发扫描码的时候，8042 都会向中断代理（咱们是 8259A）发一次中断。我们的键盘中断处理程序每次都会随着键盘发出的扫描码而去执行，也就是也会收到完整的击键过程，包括键的持续按压状态。

过程：

1. 当键位被按下（不弹起）
2. 8048 监控哪个键位被按下，8048 把键位对应的通码（用于描述一个键按下的码，断码就是描述一个键松开的码）发送给 8042，如果不松开，那么就持续发送
3. 8042 接收到通码后，便知道具体哪个键位被按下了，对其进行处理，接着保存通码到自己的寄存器
4. 8042 接着向中断代理 8259A 发送中断，如果不松开，那么就持续发送中断
5. 发生中断后，处理器执行对应的中断处理程序

环形输入缓冲区

生产者消费者问题

一个或多个生产者、一个或多个消费者共享一个固定大小的缓冲区：

• 生产者每次放一个数据到缓冲区
• 消费者每次从缓冲区中消费一个数据
• 同一时刻缓冲区只能被一个生产者或消费者使用
• 缓冲区满时生产者不能继续添加，缓冲区空时消费者不能消费

收起

进程与线程

进程 = 资源 + 线程

• 程序：静态的、存储在文件系统上、尚未运行的指令代码
• 进程：正在运行的程序，获得运行所需资源后才能成为进程
• 线程：最小的执行单元，是进程中真正被 CPU 调度、实际执行代码的单元

进程拥有整个地址空间（包括各种资源），而进程中的所有线程共享同一个地址空间。

PCB 进程控制块

PCB（Process Control Block）记录与进程相关的信息：进程状态、PID、优先级等。所有 PCB 放到一张表格中维护，这就是进程表。调度器根据这张表选择上处理器运行的进程。

ABI 寄存器约定

不管被调函数是否使用以下寄存器，被调函数执行完后它们的值不该被改变：

• ebp, ebx, edi, esi, esp

被调函数必须在自己的栈中保存这些寄存器的值，返回前恢复。

实现多线程的核心

内核多线程轮询调度的四个核心要素：

1. 多线程要形成队列，调度从队列中挑选 PCB，通过 PCB 去运行线程
2. main 要把自己初始化成主线程与其他线程参与轮询调度
3. 用时钟中断来打断线程的运行，统计线程运行时间，由时钟中断来决定是否调度切换
4. 有切换机制来完成线程之间的切换

任务调度器

调度器的主要任务：读写就绪队列，增删里面的结点。

完整调度过程需要三部分配合：

1. 时钟中断处理函数
2. 调度器 schedule
3. 任务切换函数 switch_to