x86-4-任务（task）

x86-4-任务（task）

4.1 任务：

CPU将一整段正在运行的代码称作任务，可以类比操作系统的线程。比如说：你在Windows写了个程序进行运行，这个程序的运行在操作系统层面上来说就是进程里的线程，在CPU层面上来说就是任务。

4.2 操作系统中的任务：

在操作系统中操作系统的内核可以管理用户程序的加载与卸载，内核为用户程序提供各种编程接口，通过接口来对用户程序进行服务，用户程序通过调用内核提供的各种例程（routime）来进行工作。

比如Windows操作系统的进程/线程程序是由操作系统的内核+用户程序代码来编写的。

而程序映射到CPU底层来执行就是task(任务)，所以说任务也是由：内核代码+用户代码组合而成：

内核只有一个作为所有任务的公共部分，而每个用户程序作为任务的私有部分。

内核是一直运行的，当一个任务被关闭时，只会关闭任务的私有部分而不会关闭内核。

一个内核可以为多个用户程序服务，然后一起组合成一个任务：

当一个任务结束时，只是用户程序部分（私有部分）结束了，而内核部分还在继续（只要操作系统不关闭）。

比如：你的Windows操作系统是一直开着的，它可以给你电脑上的微信提供帮助，然后和微信一起组合成一个进程（映射到CPU上就是任务），但是操作系统也可以和别的程序一起组合成其他的任务。而你关闭微信时并不会关闭操作系统，只有当你关闭操作系统时才会关机。

4.3 LDT（local Description table）表

如果CPU将所有的程序都放在GDT表中那么管理起来会非常不方便，因为每个程序都有自己的段，而操作系统中肯定会有很多程序，所以CPU建议对每个任务的用户程序都建立一个类似GDT表的东西来管理该任务的用户程序（当然操作系统也是这样做的）。所以就有了LDT表，从名称上来看也可以看出端倪，local Description table，局部段描述符表。

和GDT 一样，LDT 也是用来存放描述符的。只不过LDT只属于某个任务，所以LDT可以有多个。

LDT表和GDT表一样，也有一个寄存器来专门存放它的内容，就是ldtg寄存器:

kd> r ldtr
ldtr=00000000

4.4 TSS（Task State Segment）任务状态段

当任务在切换时，必须保存切换前任务的执行环境，不然切换回来后怎么保证继续执行是按照之前写好的代码逻辑执行的呢，所以引入了TSS数据结构来专门保存任务的环境。

TSS也有一个寄存器来存放它的首地址，叫做tr寄存器：

kd> r tr
tr=00000028

TSS的数据结构：

4.5 多任务系统：

多任务系统，是指能够同时执行两个以上任务的系统，也就是即使前一个任务没有执行完，其他任务也可以开始执行。

在单核CPU的系统中，多个程序不可能真的同时执行，但，CPU可以在多个任务之间周期性地切换。一会执行这个一会执行那个。所有任务都处于走走停停的状态，快速的CPU再加上高效的CPU任务切换，从其它角度看来，每个任务都是在同时运行。

目前基本上都是多任务操作系统了，所以说操作系 统时为了方便不再添加多任务这个关键字了。

多任务系统的组成示意图:

小结：

本来是想在WinDbg中验证的，可惜很遗憾，Windows没有采用这一套处理，Windows更多的是在分页管理上的运用。

比如说在Windbg中查看LDT的值：

kd> r ldtr
ldtr=00000000
kd> dd ldtr
00000000  ???????? ???????? ???????? ????????
00000010  ???????? ???????? ???????? ????????
00000020  ???????? ???????? ???????? ????????
00000030  ???????? ???????? ???????? ????????
00000040  ???????? ???????? ???????? ????????
00000050  ???????? ???????? ???????? ????????
00000060  ???????? ???????? ???????? ????????
00000070  ???????? ???????? ???????? ????????

它是一个0值，所以这一套基本上对于现代操作系统是没用了，但是对于CPU来说是有用的。