标签：结构 数通 rest 打印 为什么 parent ddl 说明 set
alloc_proc函数（位于kern/process/proc.c中） 负责分配并返回一个新的struct proc_struct结构，用于存储新建立的内核线程的管理信息。ucore需要对这个结构进行最基本的初始化，你需要完成这个初始化过程。
【提示】 在alloc_proc函数的实现中，需要初始化的proc_struct结构中的成员变量至少包括：state/pid/runs/kstack/need_resched/parent/mm/context/tf/cr3/flags/name。
请在实验报告中简要说明你的设计实现过程。请回答如下问题：
请说明proc_struct中 struct context context 和 struct trapframe *tf 成员变量含义和在本实验中的作用是啥？（提示通过看代码和编程调试可以判断出来）
alloc_proc函数主要是初始化进程控制块，亦即初始化proc_struct结构体的各成员变量。
struct context {
uint32_t eip;
uint32_t esp;
uint32_t ebx;
uint32_t ecx;
uint32_t edx;
uint32_t esi;
uint32_t edi;
uint32_t ebp;
};struct trapframe {
struct pushregs tf_regs;
uint16_t tf_gs;
uint16_t tf_padding0;
uint16_t tf_fs;
uint16_t tf_padding1;
uint16_t tf_es;
uint16_t tf_padding2;
uint16_t tf_ds;
uint16_t tf_padding3;
uint32_t tf_trapno;
/* below here defined by x86 hardware */
uint32_t tf_err;
uintptr_t tf_eip;
uint16_t tf_cs;
uint16_t tf_padding4;
uint32_t tf_eflags;
/* below here only when crossing rings, such as from user to kernel */
uintptr_t tf_esp;
uint16_t tf_ss;
uint16_t tf_padding5;
} __attribute__((packed));创建一个内核线程需要分配和设置好很多资源。kernel_thread函数通过调用do_fork函数完成具体内核线程的创建工作。do_kernel函数会调用alloc_proc函数来分配并初始化一个进程控制块，但alloc_proc只是找到了一小块内存用以记录进程的必要信息，并没有实际分配这些资源。ucore一般通过do_fork实际创建新的内核线程。do_fork的作用是，创建当前内核线程的一个副本，它们的执行上下文、代码、数据都一样，但是存储位置不同。在这个过程中，需要给新内核线程分配资源，并且复制原进程的状态。你需要完成在kern/process/proc.c中do_fork函数中的处理过程。它的大致执行步骤包括：
- 调用alloc_proc，首先获得一块用户信息块。
- 为进程分配一个内核栈。
- 复制原进程的内存管理信息到新进程（但内核线程不必做此事）
- 复制原进程上下文到新进程
- 将新进程添加到进程列表
- 唤醒新进程
- 返回新进程号
请在实验报告中简要说明你的设计实现过程。请回答如下问题：
请说明ucore是否做到给每个新fork的线程一个唯一的id？请说明你的分析和理由。
根据注释提供的步骤，很容易完成do_fork函数的实现。这里需要注意的是：如果前面的步骤失败，比如alloc_proc分配进程控制块失败或建立内核栈失败，那么需要释放已申请的资源。
首先，本实验不提供线程释放的功能，意味着pid只分配不回收。当fork的线程总数小于MAX_PID时，每个线程的pid是唯一的。当fork的线程总数大于MAX_PID时，后面fork的线程的pid可能与前面的线程重复（暂不确定）。
注：get_pid函数没完全看懂，next_safe的含义不理解？
对照答案时，发现自己的代码有几个优化的地方：
没有设置proc->parent，应将其设置为current
由于do_fork已经设置了标签，setup_kstack执行失败后直接跳转到bad_fork_cleanup_proc即可，copy_mm失败后直接跳转到bad_fork_cleanup_kstack即可。
copy_thread的第二个输入参数esp应该使用do_fork的第二个输入参数stack。
将当前进程插入到proc_list和hash_list时需要去使能中断。（为什么？）
我是将proc插入到proc_list的末尾，而答案是插入到proc_list的开头。为何？是不是因为插入到开头的话，schedule选择要执行的线程时会快些？
我的代码：
if (NULL == (proc = alloc_proc())) {
goto fork_out;
}
if (0 != setup_kstack(proc)) {
kfree(proc);
goto fork_out;
}
if (0 != copy_mm(clone_flags, proc)) {
kfree((void *)proc->kstack);
kfree(proc);
goto fork_out;
}
proc->pid = get_pid();
int esp = 0;
asm volatile ("movl %%esp, %0" : "=r" (esp));
copy_thread(proc, esp, tf);
list_add_before(&proc_list, &proc->list_link);
hash_proc(proc);
wakeup_proc(proc);
nr_process++;答案的代码：
if ((proc = alloc_proc()) == NULL) {
goto fork_out;
}
proc->parent = current;
if (setup_kstack(proc) != 0) {
goto bad_fork_cleanup_proc;
}
if (copy_mm(clone_flags, proc) != 0) {
goto bad_fork_cleanup_kstack;
}
copy_thread(proc, stack, tf);
bool intr_flag;
local_intr_save(intr_flag);
{
proc->pid = get_pid();
hash_proc(proc);
list_add(&proc_list, &(proc->list_link));
nr_process ++;
}
local_intr_restore(intr_flag);
wakeup_proc(proc);请在实验报告中简要说明你对proc_run函数的分析。并回答如下问题：
- 在本实验的执行过程中，创建且运行了几个内核线程？
- 语句 local_intr_save(intr_flag);....local_intr_restore(intr_flag); 在这里有何作用?请说明理由。
完成代码编写后，编译并运行代码：make qemu，如果可以得到如附录A所示的显示内容（仅供参考，不是标准答案输出） ，则基本正确。
首先判断要切换到的进程是不是当前进程，若是则不需进行任何处理。
调用local_intr_save和local_intr_restore函数去使能中断，避免在进程切换过程中出现中断。（疑问：进程切换过程中处理中断会有什么问题？）
更新current进程为proc
更新任务状态段的esp0的值（疑问：为什么更新esp0？）
重新加载cr3寄存器，使页目录表更新为新进程的页目录表
上下文切换，把当前进程的当前各寄存器的值保存在其proc_struct结构体的context变量中，再把要切换到的进程的proc_struct结构体的context变量加载到各寄存器。
完成上下文切换后，CPU会根据eip寄存器的值找到下一条指令的地址并执行。根据copy_thread函数可知eip寄存器指向forkret函数，forkret函数的实现为forkrets(current->tf);
.globl __trapret
__trapret:
# restore registers from stack
popal
# restore %ds, %es, %fs and %gs
popl %gs
popl %fs
popl %es
popl %ds
# get rid of the trap number and error code
addl $0x8, %esp
iret
.globl forkrets
forkrets:
# set stack to this new process's trapframe
movl 4(%esp), %esp
jmp __trapretpushl %edx将输入参数压栈，然后通过call *%ebx调用函数fn。.globl kernel_thread_entry
kernel_thread_entry: # void kernel_thread(void)
pushl %edx # push arg
call *%ebx # call fn
pushl %eax # save the return value of fn(arg)
call do_exit # call do_exit to terminate current threadinit_main(void *arg) {
cprintf("this initproc, pid = %d, name = \"%s\"\n", current->pid, get_proc_name(current));
cprintf("To U: \"%s\".\n", (const char *)arg);
cprintf("To U: \"en.., Bye, Bye. :)\"\n");
return 0;
}答：本实验创建且运行了两个内核线程，分别是idle和init线程。
答：避免在进程切换过程中处理中断。
这不是本实验的内容，其实是上一次实验内存的扩展，但考虑到现在的slab算法比较复杂，有必要实现一个比较简单的任意大小内存分配算法。可参考本实验中的slab如何调用基于页的内存分配算法（注意，不是要你关注slab的具体实现） 来实现first-fit/best-fit/worst-fit/buddy等支持任意大小的内存分配算法。
【注意】 下面是相关的Linux实现文档，供参考
- SLOB
- SLAB
标签：结构 数通 rest 打印 为什么 parent ddl 说明 set
原文地址：https://www.cnblogs.com/wuhualong/p/ucore_lab4_report.html
