блок регистрирует новичка
Таким образом, я входил в небольшое количество блока в последнее время, и я - новичок, таким образом, я задавался вопросом, мог ли кто-то разъяснить что-то. Я беру его, каждый процесс имеет свой собственный набор регистров, и каждый поток может изменить эти регистры право?. Как затем несколько потоков используют те же регистры, не вызывая столкновения? Или каждый поток имеет свой собственный набор регистров?
6 ответов
Переключение контекста потока включает в себя сохранение регистров текущего контекста выполнения и загрузку регистров с сохраненными значениями из контекста выполнения, на который началось переключение. (среди прочего). Таким образом, каждый поток фактически имеет свой собственный набор регистров. Также свой стек, поскольку ESP - это один из регистров.
Один из способов подумать об этом состоит в том, что вы получаете потоки, сохраняя текущее состояние регистров и загружая регистры с новым состоянием. Если этого не происходит, значит, это не переключатель потока. Если вы также переключаетесь на другой набор таблиц виртуальных адресов, то у вас есть переключатель процесса, а не переключатель потока.
вы говорите:
Я так понимаю, у каждого процесса есть собственный набор регистров, и каждый поток может изменять эти регистры, верно?
Но это не совсем так. Каждое ядро ЦП имеет один набор регистров. Эти регистры изменяются всякий раз, когда ОС переключается на другой поток. Но в каждый момент времени в ядре ЦП выполняется только один поток. У процессов на самом деле нет собственных регистров, они обрабатывают собственные потоки (или хотя бы один поток), а потоки имеют регистры или, скорее, место для хранения значений регистров, пока поток ожидает, пока ядро ЦП будет доступно для запускать на.
Поток выполняется ядром или ОС, поэтому программе это не нужно. Если ядро или ОС недоступны, вам необходимо реализовать это самостоятельно. для этого вам понадобятся:
- функция, которая сохранит состояние всех регистров в вашем ЦП (SP: указатель стека , значение внутреннего регистра, ПК: Программа счетчик и т. д.) в другом пространстве памяти, чтобы переключиться на новый поток .
- функция загрузки среды потоков в среду ЦП, восстановление ранее сохраненного значения внутреннего регистра в регистр ЦП.
Каждый поток имеет свой собственный контекст , который включает в себя набор регистров, флаги ЦП, стек и т. Д.
В зависимости от В процессоре есть только один набор регистров. Не один набор на поток.
Есть способы сохранить состояние всех регистров, чтобы поток мог продолжить с того места, где он остановился.
у вас есть
- набор процессов , который является одним из ваших операционных систем,
- каждый процесс имеет область памяти, которая содержит динамически выделяемую память , статические данные и сборку кода ,
- каждый процесс имеет список потоков
- каждый поток имеет свой собственный набор регистров , счетчик программ и стек
с переключатель контекста ваш планировщик меняет местами данные потока, чтобы передать выполнение другому.
Обычно процесс тяжелее, чем поток , и существуют различные подходы к планированию:
- переключение контекста только внутренне ( зеленые потоки ) в вашей программе. (ваша ОС будет просто считать это одним процессом, поэтому: жесткая многоядерная система)
- вы можете назначить несколько реальных процессов, чтобы иметь гибридный подход, позволяющий легко оптимизировать многоядерность.
Аппаратно существует только один набор регистров для каждого ядра процессора. Из-за этого только один поток одновременно может использовать регистры. Несколько потоков выполняются одновременно на одном ядре за счет быстрого переключения с одного потока на другой. Планирование того, какой поток запускается, когда это задание операционной системы.
При переключении с одного потока на другой содержимое регистров сохраняется в специальной области памяти, а регистры для следующего потока копируются обратно в процессор. Сюда входит указатель инструкции, поэтому поток знает, где продолжить выполнение, когда он получит управление обратно. Этот процесс называется переключением контекста.
Поскольку планировщик операционной системы находится в еще одном потоке, он может планировать процессы только тогда, когда он запущен. Это означает, что для управления переключениями контекста необходима специальная аппаратная функция - прерывание. Только операционная система может планировать прерывания переключения контекста.