标签：== 终端 保存 进程间 interrupt use res 循环 iso
wget https://raw.github.com/mengning/mykernel/master/mykernel-2.0_for_linux-5.4.34.patch sudo apt install axel axel -n 20 https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.4.34.tar.xz xz -d linux-5.4.34.tar.xz tar -xvf linux-5.4.34.tar cd linux-5.4.34 patch -p1 < ../mykernel-2.0_for_linux-5.4.34.patch sudo apt install build-essential libncurses-dev bison flex libssl-dev libelf-dev make defconfig // Default configuration is based on ‘x86_64_defconfig‘ make -j$(nproc) // 编译的时间比较久哦 sudo apt install qemu // install QEMU
注意：第一条命令执行不成功，我直接从孟老师github上下载
配置成功便能输入以下命令运行内核
qemu-system-x86_64 -kernel arch/x86/boot/bzImage
得到运行结果
有两条输出语句交替打印，进入mymain.c，看到
void __init my_start_kernel(void) { int i = 0; while(1) { i++; if(i%100000 == 0) pr_notice("my_start_kernel here %d \n",i); } }
可知，在循环打印中，my_start_kernel here... ...这条消息是由进程运行mymain.c时进行打印的。再打开myinterrupt.c，能够看到如下代码
void my_timer_handler(void) { pr_notice("\n>>>>>>>>>>>>>>>>>my_timer_handler here<<<<<<<<<<<<<<<<<<\n\n"); }
循环打印里的另一段就是由进程执行到此处打印的
mykernel能够周期性的产生时钟中断，中断处理程序就会调用my_timer_handler函数，调用完成后再返回到原来的上下文中（mymain.c的循环处），就会产生交替打印的效果。
再看mypcb.h文件
对于一个进程所涉及的资源和控制信息，我们将其统一置于结构体PCB中。主要字段为进程id、进程状态、函数调用栈、代码入口以及ip、sp等。我们还可以把ip、sp进一步抽象为Thread结构体。每一个PCB都是链表中的一个节点，故还需要一个next字段，这样多个进程可以链接成为进程队列。在结构体PCB中可以看到进程有三种状态：unrunnable、runnable和stopped；此外每个进程都拥有自己的堆栈，并由ip、sp（对应eip寄存器和esp寄存器）进行控制。pcb块间以链表的形式串联起来。
#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(time_count%1000 == 0 && my_need_sched != 1) { printk(KERN_NOTICE ">>>my_timer_handler here<<<\n"); my_need_sched = 1; } time_count ++ ; return; } void my_schedule(void) { tPCB * next; tPCB * prev; if(my_current_task == NULL || my_current_task->next == NULL) { return; } printk(KERN_NOTICE ">>>my_schedule<<<\n"); /* schedule */ next = my_current_task->next; prev = my_current_task; if(next->state == 0)/* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */ { my_current_task = next; printk(KERN_NOTICE ">>>switch %d to %d<<<\n",prev->pid,next->pid); /* switch to next process */ asm volatile( "pushq %%rbp\n\t" /* save rbp of prev */ "movq %%rsp,%0\n\t" /* save rsp of prev */ "movq %2,%%rsp\n\t" /* restore rsp of next */ "movq $1f,%1\n\t" /* save rip of prev */ "pushq %3\n\t" "ret\n\t" /* restore rip of next */ "1:\t" /* next process start here */ "popq %%rbp\n\t" : "=m" (prev->thread.sp),"=m" (prev->thread.ip) : "m" (next->thread.sp),"m" (next->thread.ip) ); } return; }
新增的my_schedule函数是处理进程调度的关键。上文已经说过，pcb块以链表的形式串联起来，my_schedule函数选择进程链表中的下一个就绪进程进行切换。它也内嵌了汇编代码，实现的功能如下：
保存进程rbp寄存器内的值
保存进程rsp寄存器内的值
更新寄存器rsp为next指向的新进程内的sp变量值，此时进行了进程间栈帧的转换
保存原进程rip寄存器内的值
更新寄存器rip为新进程的ip变量值，至此进程调度完毕，切换到了新进程运行
/* * 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(time_count%1000 == 0 && my_need_sched != 1) { printk(KERN_NOTICE ">>>my_timer_handler here<<<\n"); my_need_sched = 1; } time_count ++ ; return; } void my_schedule(void) { tPCB * next; tPCB * prev; if(my_current_task == NULL || my_current_task->next == NULL) { return; } printk(KERN_NOTICE ">>>my_schedule<<<\n"); /* schedule */ next = my_current_task->next; prev = my_current_task; if(next->state == 0)/* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */ { my_current_task = next; printk(KERN_NOTICE ">>>switch %d to %d<<<\n",prev->pid,next->pid); /* switch to next process */ asm volatile( "pushq %%rbp\n\t" /* save rbp of prev */ "movq %%rsp,%0\n\t" /* save rsp of prev */ "movq %2,%%rsp\n\t" /* restore rsp of next */ "movq $1f,%1\n\t" /* save rip of prev */ "pushq %3\n\t" "ret\n\t" /* restore rip of next */ "1:\t" /* next process start here */ "popq %%rbp\n\t" : "=m" (prev->thread.sp),"=m" (prev->thread.ip) : "m" (next->thread.sp),"m" (next->thread.ip) ); } return; }
其中my_timer_handler函数的功能为周期性将my_need_sched置为1，标志进程需要进程调度。实际的调度代码为my_schedule函数。
该函数执行的具体任务为保存当前进程（prev）的上下文，并调出下一个进程（next）的上下文。核心代码为36L开始的汇编。
将当前进程的栈底指针压入栈中，保存其状态。
将rsp寄存器的值保存到prev->thread.sp中
将rsp寄存器的值更新为下一进程的栈顶地址，实现进程操作栈的切换。
将43行指令地址保存到当前进程持有线程的指令地址中。指定该进程重新被调入时，开始执行指令的位置。
将下一进程的ip地址入栈并ret，从而来更新rip寄存器的值。如果下一进程之前运行过，此时rip寄存器的值便是之前保存的43L地址。
make defconfig # Default configuration is based on ‘x86_64_defconfig‘ make -j$(nproc) qemu-system-x86_64 -kernel arch/x86/boot/bzImage
对Linux命令、C语言有一定的复习，了解Linux内核工作的基本原理、多任务的并发执行，了解了中断的产生以及中断在计算机中的重要作用，加深了对Linux系统学习的兴趣。
参考：https://mp.weixin.qq.com/s/SzpN1BNty5aPDZhNdCO5yA
标签：== 终端 保存 进程间 interrupt use res 循环 iso
原文地址：https://www.cnblogs.com/cun-yu/p/12868147.html
