處理器主要內(nèi)容一、寄存器二、指令系統(tǒng)、特權(quán)指令與非特權(quán)指令三、處理器狀態(tài)及切換四、程序狀態(tài)字寄存器一、寄存器處理器屬于分時復(fù)用型的共享資源，其中的寄存器被操作系統(tǒng)和各個進程所共享，任意瞬時的寄存器內(nèi)容構(gòu)成處理器工作現(xiàn)場。當進程或任務(wù)發(fā)生切換時，寄存器內(nèi)容必須被保存，以便進程或任務(wù)恢復(fù)執(zhí)行時，還原處理器工作現(xiàn)場。寄存器與操作系統(tǒng)的關(guān)系

處理器現(xiàn)場管理處理器操作系統(tǒng)進程1進程m

寄存器寄存器寄存器寄存器寄存器寄存器寄存器寄存器處理器現(xiàn)場進程1的處理器現(xiàn)場信息進程m的處理器現(xiàn)場信息內(nèi)存

處理器現(xiàn)場與進程的關(guān)聯(lián)存放操作數(shù)或計算結(jié)果通用寄存器數(shù)據(jù)類地址類控制類寄存器存放要訪問的內(nèi)存地址或設(shè)備I/O地址存放處理器的控制和狀態(tài)信息Intelx86處理器的寄存器系統(tǒng)地址寄存器段寄存器通用寄存器段寄存器標志寄存器控制寄存器指令指針寄存器寄存器的分類內(nèi)存I/O設(shè)備硬件資源處理器數(shù)據(jù)類寄存器地址類寄存器控制類寄存器寄存器在處理器與內(nèi)存及I/O設(shè)備之間的通信作用二、指令系統(tǒng)、特權(quán)指令與非特權(quán)指令1、指令分類第1類數(shù)據(jù)傳輸類完成處理器與存儲器之間、處理器與I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送操作第2類數(shù)據(jù)處理類完成運算器對數(shù)據(jù)的算術(shù)操作、邏輯操作等計算功能第3類控制類指令改變指令執(zhí)行順序以及控制資源的使用權(quán)限2、特權(quán)指令與非特權(quán)指令操作系統(tǒng)普通用戶程序特權(quán)指令非特權(quán)指令執(zhí)行主體指令系統(tǒng)執(zhí)行執(zhí)行計算機系統(tǒng)控制管理協(xié)調(diào)共享資源硬件軟件三、處理器狀態(tài)及切換1、處理器狀態(tài)（處理器運行模式）分類管理狀態(tài)用戶狀態(tài)處理器狀態(tài)（處理器運行模式）處理器正在執(zhí)行操作系統(tǒng)內(nèi)核程序，行使管理員角色，處理器可以執(zhí)行全部指令，控制資源，特權(quán)級別較高。處理器正在執(zhí)行用戶事務(wù)程序以及操作系統(tǒng)非內(nèi)核程序，行使用戶角色，處理器只能執(zhí)行非特權(quán)指令，接收操作系統(tǒng)的管理和控制，特權(quán)級別較低。轉(zhuǎn)換2、實際處理器的狀態(tài)（運行模式）數(shù)目0級：操作系統(tǒng)內(nèi)核級1級：系統(tǒng)調(diào)用處理程序級IntelPentium處理器狀態(tài)（保護級別）執(zhí)行特權(quán)指令，處理I/O、存儲管理和其他關(guān)鍵操作用戶程序調(diào)用該層級的過程執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用2級：共享庫過程級3級：用戶程序級可以被很多正在運行的程序共享，用戶程序可以調(diào)用這些過程，讀取它們的數(shù)據(jù)，但是不能修改它們用戶程序級，操作權(quán)限最低，對共享資源的使用需要委托內(nèi)層的0-2級程序完成IntelPentium處理器狀態(tài)（保護級別）的另一種描述形式操作系統(tǒng)內(nèi)核級系統(tǒng)調(diào)用處理程序級共享庫過程級用戶程序級IntelPentium處理器狀態(tài)（保護級別）的工作原理程序本身的保護級別限制了它所能夠執(zhí)行的指令集；限制了它所能調(diào)用的其它過程集；2、處理器狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換（1）用戶狀態(tài)向管理狀態(tài)的轉(zhuǎn)換執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用，請求操作系統(tǒng)服務(wù)進程（用戶態(tài)）INT21HMOVAH,1操作系統(tǒng)（核心態(tài)）系統(tǒng)調(diào)用處理程序系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用返回情況1進程（用戶態(tài)）中斷無關(guān)指令中斷無關(guān)指令操作系統(tǒng)（核心態(tài)）中斷處理程序被迫中斷中斷返回情況2時鐘中斷設(shè)備中斷時鐘中斷處理程序…設(shè)備中斷處理程序…某個與進程無關(guān)的中斷中斷事件產(chǎn)生，運行程序被中斷，操作系統(tǒng)接管處理器，中斷處理程序開始工作執(zhí)行加載程序狀態(tài)字LPSW（LoadPSW）指令，處理器由執(zhí)行操作系統(tǒng)指令的管態(tài)切換為執(zhí)行用戶程序的用戶態(tài)。（2）管理狀態(tài)向用戶狀態(tài)的轉(zhuǎn)換IntelPentium提供的中斷返回指令為IRET四、程序狀態(tài)字寄存器處理器的工作狀態(tài)記錄在程序狀態(tài)字（PSW）寄存器中；每個正在執(zhí)行的程序都有一個與其執(zhí)行相關(guān)的PSW；每個處理器都設(shè)置一個程序狀態(tài)字寄存器。1、程序狀態(tài)字寄存器

處理器工作狀態(tài)的記錄者處理器程序狀態(tài)字(PSW)寄存器進程1進程m…PSW1PSWm…進程與程序狀態(tài)字之間的一一對應(yīng)關(guān)系2、程序狀態(tài)字寄存器的主要內(nèi)容程序基本狀態(tài)中斷碼中斷屏蔽位程序計數(shù)器條件碼處理器狀態(tài)位記錄發(fā)生的中斷事件決定是否響應(yīng)中斷事件3、IntelPentium程序狀態(tài)字寄存器的組成標志寄存器EFL