一个简单的时间片轮转多道程序内核操作系统工作流程
来源:互联网 发布:knife party知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/05/22 03:41
一.操作系统工作概述
存储程序计算机工作模型,计算机系统最最基础性的逻辑结构;
函数调用堆栈,高级语言得以运行的基础;
中断,多道程序操作系统的基点。
二.代码分析
在上一篇博文《搭建OS kernel环境方法》的基础上进行时间片轮转多道程序的小os.
主要对mypcb.h, mymain.c 和myinterrupt.c这三个文件进行分析。
<pre name="code" class="cpp"><span style="font-size:12px;">//mypcb.h</span>
<span style="font-size:12px;">#define MAX_TASK_NUM 4#define KERNEL_STACK_SIZE 1024*8/* CPU-specific state of this task */struct Thread {//给任务定义一个eip和esp unsigned longip; unsigned longsp;};typedef struct PCB{ int pid;//任务编号 volatile long state;/* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */ char stack[KERNEL_STACK_SIZE]; //定义栈空间 /* CPU-specific state of this task */ struct Thread thread; //定义进程的结构体thread, 其中有eip和esp unsigned longtask_entry;//任务的函数起始处, 也就是任务第一次执行的起始位置 struct PCB *next;//一个任务链表, 指向下一个任务}tPCB;</span>
//mymain.c#include <linux/types.h>#include <linux/string.h>#include <linux/ctype.h>#include <linux/tty.h>#include <linux/vmalloc.h>#include "mypcb.h" //引入其中两个结构体表示tPCB task[MAX_TASK_NUM];//定义两个数组tPCB * my_current_task = NULL;volatile int my_need_sched = 0;//定义是否调度, 1则调度, 0则不调度void my_process(void);void __init my_start_kernel(void) //起始函数位置{ int pid = 0; int i; <strong>/* Initialize process 0*/</strong> task[pid].pid = pid; task[pid].state = 0;/* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */ task[pid].task_entry = task[pid].thread.ip = (unsigned long)my_process; task[pid].thread.sp = (unsigned long)&task[pid].stack[KERNEL_STACK_SIZE-1]; <strong>//0号进程栈在最开始的位置</strong> task[pid].next = &task[pid]; <strong> /*fork more process */</strong> for(i=1;i<MAX_TASK_NUM;i++) { memcpy(&task[i],&task[0],sizeof(tPCB));//复制0号进程的结构形式 task[i].pid = i; task[i].state = -1;//初始的任务(除0号进程外)都设置成未运行 task[i].thread.sp = (unsigned long)&task[i].stack[KERNEL_STACK_SIZE-1]; task[i].next = task[i-1].next;<strong>//新fork的进程加到进程链表的尾部, 该新建任务的next指向上一个任务的next,也就是自己(最后一个)</strong> task[i-1].next = &task[i]; <strong>//配置上一个任务的next指向这时候新创建的任务</strong> } /* start process 0 by task[0] */ pid = 0; my_current_task = &task[pid];//先让0号进程先执行 <strong> asm volatile( "movl %1,%%esp\n\t" /* set task[pid].thread.sp to esp */ "pushl %1\n\t" /* push ebp ,当前esp=ebp*/ "pushl %0\n\t" /* push task[pid].thread.ip */ "ret\n\t" /* pop task[pid].thread.ip to eip */ "popl %%ebp\n\t" : : "c" (task[pid].thread.ip),"d" (task[pid].thread.sp)/* input c or d mean %ecx/%edx*/ );</strong>} void my_process(void){ int i = 0; while(1) { i++; if(i%10000000 == 0) { printk(KERN_NOTICE "this is process %d -\n",my_current_task->pid); if(my_need_sched == 1)//判断是否调度;该值可有itnerrupt.c中的函数来配置 { my_need_sched = 0; my_schedule(); //主动调动的机制 } printk(KERN_NOTICE "this is process %d +\n",my_current_task->pid); } }}
//myinterrupt.c#include <linux/types.h>#include <linux/string.h>#include <linux/ctype.h>#include <linux/tty.h>#include <linux/vmalloc.h>#include "mypcb.h"extern tPCB task[MAX_TASK_NUM];extern tPCB * my_current_task;extern volatile int my_need_sched;volatile int time_count = 0;/* * Called by timer interrupt. * it runs in the name of current running process, * so it use kernel stack of current running process */void my_timer_handler(void){#if 1 if(time_count%1000 == 0 && my_need_sched != 1)//时钟中断1000次的时候,调度一次, 配置调度值为1 { printk(KERN_NOTICE ">>>my_timer_handler here<<<\n"); my_need_sched = 1; } time_count ++ ; #endif return; }void my_schedule(void) //<span style="color:#ff0000;">调度函数, 核心函数</span>{ tPCB * next;//定义两个指针 tPCB * prev; if(my_current_task == NULL //当前进程和下一进程为空, 即没有任务, 返回 || my_current_task->next == NULL) { return; } printk(KERN_NOTICE ">>>my_schedule<<<\n"); <strong><span style="color:#ff0000;">/* 在调度函数中, next指向的是下一个将要被调度的任务, prev指向的是当前正在运行的任务*/</span></strong> /* schedule */ next = my_current_task->next;//把当前进程的下一个进程赋值给next,当前进程赋值给prev prev = my_current_task; if(next->state == 0)/* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */ { //<strong>如果下一个任务不是第一次被调度, 则执行,下一个进程<span style="color:#ff0000;">有进程上下文</span></strong> /* switch to next process */ <span style="color:#ff0000;">asm volatile( "pushl %%ebp\n\t" /* save 当前进程 ebp */ "movl %%esp,%0\n\t" /* save 当前 esp 赋值到prev.thread.sp */ "movl %2,%%esp\n\t" /* restore 下一个进程的sp到 esp */ "movl $1f,%1\n\t" /*<strong> save 当前进程的 eip =[ 1:]处地址,即下一次从[ 1:]处开始继续执行</strong> */ /* 启动下一个进程*/"pushl %3\n\t" /*保存下一个进程eip保存到栈里面*/ "ret\n\t" /* restore eip */ "1:\t" /* next process start here */ "popl %%ebp\n\t" : "=m" (prev->thread.sp),"=m" (prev->thread.ip) : "m" (next->thread.sp),"m" (next->thread.ip) ); </span> my_current_task = next; printk(KERN_NOTICE ">>>switch %d to %d<<<\n",prev->pid,next->pid); } else { <strong> //下一个进程为第一次运行时,<span style="color:#ff0000;">没有进程上下文</span>, 则以下面这种方式来处理</strong> next->state = 0; my_current_task = next; printk(KERN_NOTICE ">>>switch %d to %d<<<\n",prev->pid,next->pid); /* switch to new process */ <span style="color:#ff0000;">asm volatile( "pushl %%ebp\n\t" /* save ebp */ "movl %%esp,%0\n\t" /* save esp */x` "movl %2,%%esp\n\t" /* restore esp */ "movl %2,%%ebp\n\t" /* restore ebp */ "movl $1f,%1\n\t" /*<strong> save 当前进程的 eip =[ 1:]处地址,即下一次从[ 1:]处开始继续执行</strong> *//* 启动下一个进程*/ "pushl %3\n\t" "ret\n\t" /* restore eip */ : "=m" (prev->thread.sp),"=m" (prev->thread.ip) : "m" (next->thread.sp),"m" (next->thread.ip) ); </span> } return;}
借用另一篇博文,以新任务切换为例进行堆栈变化分析:
author: 于凯
参考课程:《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000
0 0
- 一个简单的时间片轮转多道程序内核操作系统工作流程
- 操作系统是如何工作的-------通过一个简单的时间片轮转多道程序内核代码分析
- 一个简单的时间片轮转多道程序内核代码
- 一个简单的时间片轮转多道程序内核代码
- 一个简单的时间片轮转多道程序内核代码
- 一个简单的时间片轮转多道程序内核代码
- 一个简单的时间片轮转多道程序内核代码
- 完成一个简单的时间片轮转多道程序内核
- 从一个简单的时间片轮转多道程序内核代码看操作系统如何运行
- 通过一个简单的时间片轮转多道程序内核代码,分析linux操作系统系统
- Linux内核分析课程--完成一个简单的时间片轮转多道程序内核代码,理解操作系统是如何工作的
- 基于时间片轮转多道程序内核代码分析操作系统的工作过程
- 简单的时间片轮转多道程序内核代码分析
- 简单的时间片轮转多道程序内核代码
- 简单的时间片轮转多道程序内核代码
- Linux内核分析(二) 一个简单的时间片轮转多道程序内核代码
- Linux 内核分析 第二次作业 完成一个简单的时间片轮转多道程序内核代码
- Linux内核分析:完成一个简单的时间片轮转多道程序内核代码
- uva_213_Message Deocding
- 大数阶乘求位数
- InstallShield Limited Edition for Visual Studio 2013 图文教程
- Android FoldingLayout 折叠布局 原理及实现(一)
- 基于 JDK 的动态代理-佟刚老师《Spring4视频教程》学习笔记(16)
- 一个简单的时间片轮转多道程序内核操作系统工作流程
- 接口设计实例
- UVA - 147 - Dollars (动态规划)
- 一种排序
- GCC compilation options
- 应用截屏
- 通过 JNI 调用 OpenSSL 实现加密解密
- 在 MVC4 中使用 Uploadify 3.2 - 1
- Python包numpy、Matplotlib、SciPy在64位Windows上的安装