Вопрос по поводу многозадачности

Допустим имеем однопроцесорную систему, диспетчер многозадачности выделяет каждому потоку свой квант времени, это все понятно, но появился вопрос, как на 1 процессоре прерывается исполнение потока и передается управление в диспетчер? Прошу прощения за возможно тупой вопрос, который не дает мне спать. Надеюсь ясно выразился.

Может быть выполняется какое-то прерывание с высоким IRQL, и диспетчер его ловит и тормозит поток, и дальше планирует исполнение? Но где находится это прерывание, не в коде потока же.

 

>>выполняется какое-то прерывание
да - таймер.

А вообще Д.Соломон и М.Руссинович "Внутреннее устройство windows".

 

Уже читаю, ту главу уже прочел. Там о мой вопрос не описан.

Как выполняется этот таймер я все непойму. Ведь на процессоре непрерывно что-то исполняется, допустим исполняется бесконечный цикл из NOP, как процессор узнает что кончились кванты для этого кода и как процессор переключится на диспетчер?

И еще, при переключении на новый поток, загружаются содержимое регистров, они хранятся в блоке KTHREAD в ядре?

Посоветуйте какую книгу заказать, по разработке драйверов для Windows?

 

sysexit

Когда приходит железячное прерывание от любого устройства, либо поток програмно вызывает планировщик(сервисы ожидания и пр.) вначале в ядерном стеке сохраняется контекст задачи(трап-фрейм). После отработки ISR выполняется вызов HalEndSystemInterrupt(). Она посылает EOI в APIC и вызывает планировщик KiDispatchInterrupt() -> SwapContext(). Шедулер выберает новый поток и загружает некоторое окружение в процессор(трап-фрейм при этом не затрагивается, загружается PDBR, LDTR, настраивается GDT и пр.) и переключает текущий стек(прежде сохранив его) на стек иного потока, на дне которого также находится сохранённый контекст задачи. После этого выполняется возврат из HalEndSystemInterrupt(), а далее следует загрузка трап-фрейма в процессор посредством Kei386EoiHelper(). Это в общих чертах.

 

Может я не допонимаю самые низины, но ответа я так и не получил.

Как именно прцессор узнает что кванты для потока кончились, и надо передать управление в ядро?

Какая то инструкция в листинге сообщит ему?
Или как этот таймер исполнится. Я понятно задаю вопрос?

 

sysexit
Железо посылает в процессор запросы на прерывание. Это например таймер перешёл в сигнальное состояние и пр. Тогда процессор вызывает обработчик из IDT, это ISR.

 

TermoSINteZ объяснил всех понятнее. А теперь вопрос про этот самый таймер. Я правильно понял, этот таймер диспетчера посылает прерывания очень часто, и каждый раз callback проверяет сколько квантов времени осталось у потока?

А как эти аппаратные таймеры установить, что за таймер где он регулируется и все прочее?

 

sysexit
У диспетчера есть счётчики, а таймера никакого нет. Шедулер вызывается из всех ISR, читайте внимательнее. Включите профайлер, треды прерываться будут во много раз быстрее, но длительность кванта не изменится.

 

Все равно не пойму. Понятно то что, при нажатии кнопки просиходит прерывание, и текущий код на процессоре останавливается, и вызывается обработчик прерывания.

Это все аппаратные прерывания, а как процессор во время исполнения кода треда, поймает прерывание которое ему скажет что нужно вычести и проверить кванты для треда?

 

sysexit
При возврате из всех прерываний(без разницы от таймера или клавиатуры оно) вызывается код завершающий прерывание HalEndSystemInterrupt(). Из него вызывается шедулер KiDispatchInterrupt(). Он определит что квант завершён в KiQuantumEnd().

 

Переход из этих (щелк-щелк) как происходит, я так и не понял.

Clerk если не секрет вы названия всех переменных и функций наизусть знаете? я просто поражен, читаю ваши сообщения, столько знаний, как все это можно запомнить.

 

sysexit
Это базовые функции, у шедулера их не много.

Как задача переключается на новую я описал в #4. Если вас интересует подробный механизм распределения процессорного времени, то смотрите в сурцах, это довольно сложная часть.

 

Как допустим при исполнении моего кода, он вызывает планировщик?

 

sysexit

Ну и NtYieldExecution/NtDelayExecution тоже.

 

sysexit

Аппаратные прерывания процессор ловит автоматически, без какого-либо участия исполняемой в данный момент программы. Единственное, что может делать программа, если у неё есть необходимые привилегии (фактически -- если она исполняется в нулевом кольце, хотя формально несколько сложнее), -- это разрешать или запрещать прерывания на некоторое время. Если прерывание пришло в момент, когда оно запрещено, оно просто стоит и ждёт, пока программа не разрешит прерывания.

Когда происходит аппаратное прерывание, процессор автоматически сохраняет в стеке адрес команды, которая была бы выполнена следующей, если б прерывания не было, после чего переходит к обработчику данного прерывания: загружает его адрес в CS:EIP (если речь о 32-разрядном защищённом режиме; если о 64-разрядном -- то в RIP, если о реальном -- то в CS: IP, но суть от этого не меняется). Обработчик же уже выполняет необходимые действия, связанные с обработкой данного прерывания -- например, уменьшает значение счётчика оставшихся квантов времени текущего потока и при его обнулении (или выходе в минус, или ещё при каком-либо условии -- это уж его дело) вызывает переключение потоков.

 

А программные прерывания как ловит процессор?

 

Если возникает программное прерывание, текущая команда (которая это прерывание и вызвала) заканчивается положенным в соответствии с описанием способом, после чего немедленно происходит это прерывание. Сама метода прерывания в целом не отличается от внешнего аппаратного прерывания (происходит такое же сохранение адреса команды, разве что в некоторых прерываниях сохраняется ещё дополнительная информация -- это надо смотреть главу про прерывания в третьем томе интеловского мануала), но программные прерывания не могут быть замаскированы (состояние флага IF на них не влияет; если разделил на 0 -- получишь прерывание в любом случае).

 

Зачем вводить в заблуждение? Есть как минимум 3 отличия между софтовым int XX и аппаратным ексепшном.
1) Аппаратный эксепшн не проверяет права доступа дескрипторов
2) Аппаратный эксепшн, в случае внешного прерывания, не выдает на шину цикл подтверждения
3)Аппаратный эксепшн, может пихнуть в стек error code

 

medstrax1
Я писал в общих чертах, а не со всеми интимными подробностями; кроме того, п. 3 я упомянул. Так что никакого введения в заблуждение. Ну а со всеми подробностями если -- человек в них попросту утонет.