实验:mykernel时间片轮转多道程序内核

进入实验楼实验,在终端中分别输入以下命令

cd LinuxKernel/linux-3.9.4
rm -rf mykernel
patch -p1 < ../mykernel_for_linux3.9.4sc.patch //打补丁
make allnoconfig
make
qemu -kernel arch/x86/boot/bzImage

make过程如下图:

https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/8449831540547871321-wm

https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/8449831540548661907-wm

mykernel时间片轮转代码分析

这里主要分析上面实验中改写的三个文件,其作用简述如下,

mypcb.h : 进程控制块PCB结构体定义。

mymain.c: 初始化各个进程并启动0号进程。

myinterrupt.c:时钟中断处理和进程调度算法。

mypcb.h头文件

#define MAX_TASK_NUM        4
#define KERNEL_STACK_SIZE 1024*8 /* CPU-specific state of this task */
struct Thread {
unsigned long ip;
unsigned long sp;
}; typedef struct PCB{
int pid;
volatile long state;
char stack[KERNEL_STACK_SIZE];
/* CPU-specific state of this task */
struct Thread thread;
unsigned long task_entry; //入口
struct PCB *next;
}tPCB; void my_schedule(void);
在这个文件里,定义了 Thread 结构体,用于存储当前进程中正在执行的线程的ip和sp
这里还有一个函数的声明 my_schedule,它的实现在my_interrupt.c中,在mymain.c中的各个进程函数会根据一个全局变量的状态来决定是否调用它,从而实现主动调度。

mymain.c文件

#include <linux/types.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/ctype.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/vmalloc.h>
#include "mypcb.h" tPCB task[MAX_TASK_NUM];
tPCB * my_current_task = NULL;
volatile int my_need_sched = 0; void my_process(void); void __init my_start_kernel(void)
{
int pid = 0;
int i; 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];
task[pid].next = &task[pid]; for(i=1;i<MAX_TASK_NUM;i++)
{
memcpy(&task[i],&task[0],sizeof(tPCB));
task[i].pid = i;
task[i].state = -1;
task[i].thread.sp = (unsigned long)&task[i].stack[KERNEL_STACK_SIZE-1];
task[i].next = task[i-1].next;
task[i-1].next = &task[i];
} pid = 0;
my_current_task = &task[pid];
asm volatile(
"movl %1,%%esp\n\t" /* set task[pid].thread.sp to esp */
"pushl %1\n\t" /* push 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*/
);
} 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)
{
my_need_sched = 0;
my_schedule();
}
printk(KERN_NOTICE "this is process %d +\n",my_current_task->pid);
}
}
}
这里的函数 my_start_kernel 是系统启动后,最先调用的函数,在这个函数里完成了0号进程的初始化和启动,并创建了其它的进程PCB,以方便后面的调度。在模拟系统里,每个进程的函数代码都是一样的,即 my_process 函数,my_process 在执行的时候,会打印出当前进程的 id,从而使得我们能够看到当前哪个进程正在执行。
另外,在 my_process 也会检查一个全局标志变量 my_need_sched,一旦发现其值为 1 ,就调用 my_schedule 完成进程的调度。

myinterrupt.c文件

#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; void my_timer_handler(void)
{
#if 1
if(time_count%100 == 0 && my_need_sched != 1)
{
printk(KERN_NOTICE ">>>my_timer_handler here<<<\n");
my_need_sched = 1;
}
time_count ++ ;
#endif
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);
/* 切换进程 */
asm volatile(
"pushl %%ebp\n\t" /* save ebp */
"movl %%esp,%0\n\t" /* save esp */
"movl %2,%%esp\n\t" /* restore esp */
"movl $1f,%1\n\t" /* save eip */
"pushl %3\n\t"
"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)
); }
else
{
next->state = 0;
my_current_task = next;
printk(KERN_NOTICE ">>>switch %d to %d<<<\n",prev->pid,next->pid);
/* switch to new process */
asm volatile(
"pushl %%ebp\n\t" /* save ebp */
"movl %%esp,%0\n\t" /* save esp */
"movl %2,%%esp\n\t" /* restore esp */
"movl %2,%%ebp\n\t" /* restore ebp */
"movl $1f,%1\n\t" /* save eip */
"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)
);
}
return;
}
通过本讲的学习和实验,我们知道操作系统的核心功能就是:进程调度和中断机制,通过与硬件的配合实现多任务处理,再加上上层应用软件的支持,最终变成可以使用户可以很容易操作的计算机系统。通过这个实验我们可以知道,mykernel系统启动后,调用my_start_kernel函数和my_timer_handler函数,完成系统进程的初始化和进程的轮转调度。

Linux内核分析第三次作业的更多相关文章

  1. Linux内核分析(三)----初识linux内存管理子系统

    原文:Linux内核分析(三)----初识linux内存管理子系统 Linux内核分析(三) 昨天我们对内核模块进行了简单的分析,今天为了让我们今后的分析没有太多障碍,我们今天先简单的分析一下linu ...

  2. linux内核分析第三周

    20135103王海宁 linux内核分析第三周 http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000  按照课堂提供的方法,命令行一行行敲上去,我是手机缓 ...

  3. LINUX内核分析第三周学习总结——构造一个简单的Linux系统MenuOS

    LINUX内核分析第三周学习总结——构造一个简单的Linux系统MenuOS 张忻(原创作品转载请注明出处) <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163. ...

  4. 20135327郭皓--Linux内核分析第三周 构造一个简单的Linux系统MenuOS

    Linux内核分析第三周  构造一个简单的Linux系统MenuOS 前提回顾 1.计算机是如何工作的三个法宝 1.存储程序计算机 2.函数调用堆栈 3.中断 2.操作系统的两把宝剑 中断上下文的切换 ...

  5. Linux内核分析第三周学习笔记

    linux内核分析第三周学习笔记 标签(空格分隔): 20135328陈都 陈都 原创作品转载请注明出处 <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.co ...

  6. Linux内核分析第三周学习博客——跟踪分析Linux内核的启动过程

    Linux内核分析第三周学习博客--跟踪分析Linux内核的启动过程 实验过程截图: 过程分析: 在Linux内核的启动过程中,一共经历了start_kernel,rest_init,kernel_t ...

  7. Linux内核分析——第三周学习笔记

    20135313吴子怡.北京电子科技学院 chapter1 知识点梳理 一.Linux内核源代码简介 (视频中对目录下的文件进行了简介,记录如下) arch目录 占有相当庞大的空间 arch/x86目 ...

  8. Linux内核分析第三周学习总结:构造一个简单的Linux系统MenuOS

    韩玉琪 + 原创作品转载请注明出处 + <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000 一.Linux内 ...

  9. “Linux内核分析”实验三报告

    构造一个简单的Linux系统 张文俊+原创作品转载请注明出处+<Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-10000290 ...

随机推荐

  1. js中实现截取数组的后几个元素作为一个新数组的方法

    有时候我们会遇到这种需求,截取数组中后5个元素作为一个新数组,且顺序不能变.数组中的slice()方法和splice()方法都可以实现这样的操作. const arr = [1,2,7,2,6,0,3 ...

  2. css3 向上淡入 小图标翻转 360度旋转

    代码 <!DOCTYPE HTML> <html> <style type="text/css"> div { border: 1px soli ...

  3. Java操作MongoDB:连接&增&删&改&查

    1.连接 ①方式一 MongoClientOptions.Builder builder = MongoClientOptions.builder(); //可以通过builder做各种详细配置 Mo ...

  4. L0 Regularization

    参考: Learning Sparse Neural Networks through L0 Regularization The Variational Garrote

  5. django使用小结

    一.静态文件的使用 二.csrf跨站访问安全机制设置 三.MODEL模型使用

  6. arrow function、function.apply

    An arrow function expression has a shorter syntax than a function expression and does not have its o ...

  7. libdl.so 动态库加载、查找

    使用libdl.so库 动态库加载原理   动态库中函数的查找已经封装成 libdl.so,有4个函数: dlopen  : 打开一个动态库 dlsym   : 在打开的动态库里找一个函数 dlclo ...

  8. Spring Boot 2.0尝鲜-动态 Banner

    配置依赖 使用 Spring Boot 2.0 首先需要将项目依赖包替换为刚刚发布的 2.0 RELEASE,现在网站https://start.spring.io/也将 Spring Boot 2. ...

  9. UVa 11100 - The Trip, 2007 难度: 0

    题目 https://uva.onlinejudge.org/index.php?option=com_onlinejudge&Itemid=8&page=show_problem&a ...

  10. C++遍历路径下的所有文件

    intptr_t类型用于记录文件夹句柄,注意该类型不是指针类型,而是int型的重定义. _finddata_t结构体类型用于记录文件信息. _finddata_t结构体定义如下 struct _fin ...