“平安的祝福 + 原創(chuàng)作品轉(zhuǎn)載請注明出處 + 《Linux內(nèi)核分析》MOOC課程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000?”

一、初始化進(jìn)程

操作系統(tǒng)內(nèi)核啟動入口函數(shù)是void __init my_start_kernel(void)；

在這里簡單定義進(jìn)程的的兩個cpu狀態(tài)：

struct Thread {
??? unsigned long?? ??? ?ip; //表示eip指令
??? unsigned long?? ??? ?sp;//表示esp，棧頂指針
};

在此函數(shù)中初始化第一個進(jìn)程--pid=0；一切進(jìn)程都是以它為父進(jìn)程。

在初始化第一個進(jìn)程時，分配進(jìn)程pid=0，指定棧頂指針，初始化pcb的命令即ip的值--進(jìn)程my_process的入口地址。

運(yùn)行第一個進(jìn)程的流程

設(shè)置進(jìn)程狀態(tài)為正在運(yùn)行，通過嵌入式匯編程序使進(jìn)程占據(jù)cpu運(yùn)行

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*/
?? ?);

首先esp跳轉(zhuǎn)到該進(jìn)程的棧頂位置，將該進(jìn)程ebp壓入棧（由于第一個進(jìn)程ebp==esp），將該進(jìn)程的ip壓入棧頂。然后將ret指令，可以修改eip的值，使得該進(jìn)程獲得cpu的指令權(quán)限。再彈出ebp，恢復(fù)棧底的位置。

?

二、進(jìn)程的切換

本次小的時間片輪轉(zhuǎn)的采用的是時鐘中斷的方法進(jìn)行調(diào)度。在my_process的進(jìn)程中，檢測中斷的標(biāo)志，有的話，就進(jìn)行進(jìn)程切換。

進(jìn)程切換分兩種情況，一種是正在運(yùn)行的進(jìn)程切換，另一種是沒有運(yùn)行的進(jìn)程切換

正在運(yùn)行的進(jìn)程切換

通過下面的一段嵌入式匯編實(shí)現(xiàn)切換，然后使下一個進(jìn)程轉(zhuǎn)換成正在運(yùn)行的狀態(tài)

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)
?? ??? ?);

首先保存原來的ebp，esp，ip，通過將ebp壓棧，進(jìn)程cpu狀態(tài)保存esp的值和ip的值。

接下來將esp跳轉(zhuǎn)到要切換的棧頂，將其ip值壓棧，然后ret指令使eip獲得其cpu指令權(quán)，最后將ebp等于原來進(jìn)程ebp的值。即棧底不變。

沒有在cpu上運(yùn)行的進(jìn)程切換

首先轉(zhuǎn)換進(jìn)程的狀態(tài)成正在運(yùn)行，然后通過下面的一段嵌入式匯編實(shí)現(xiàn)切換

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)
?? ??? ?);??????

首先保存原來的ebp，esp，ip，通過將ebp壓棧，進(jìn)程cpu狀態(tài)保存esp的值和ip的值。

接下來將esp跳轉(zhuǎn)到要切換的棧頂，ebp跳轉(zhuǎn)到要切換的棧底，由于進(jìn)程沒有運(yùn)行所以ebp=esp，將其ip值壓棧，然后ret指令使eip獲得其cpu指令權(quán)。

下面是內(nèi)核編譯完成的圖片：

下面這張是進(jìn)程在切換時的圖片

?

三、總結(jié)

操作系統(tǒng)首先進(jìn)入初始化啟動內(nèi)核，在啟動內(nèi)核時先完成第一個0號進(jìn)程，然后根據(jù)需要不斷創(chuàng)建進(jìn)程。并根據(jù)一定的調(diào)度算法進(jìn)行進(jìn)程的切換。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/pingandezhufu/p/4356546.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux内核分析--操作系统是如何工作的的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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