“平安的祝福 + 原創作品轉載請注明出處 + 《Linux內核分析》MOOC課程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000?”

一、初始化進程

操作系統內核啟動入口函數是void __init my_start_kernel(void)；

在這里簡單定義進程的的兩個cpu狀態：

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

在此函數中初始化第一個進程--pid=0；一切進程都是以它為父進程。

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

運行第一個進程的流程

設置進程狀態為正在運行，通過嵌入式匯編程序使進程占據cpu運行

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

?

二、進程的切換

本次小的時間片輪轉的采用的是時鐘中斷的方法進行調度。在my_process的進程中，檢測中斷的標志，有的話，就進行進程切換。

進程切換分兩種情況，一種是正在運行的進程切換，另一種是沒有運行的進程切換

正在運行的進程切換

通過下面的一段嵌入式匯編實現切換，然后使下一個進程轉換成正在運行的狀態

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，進程cpu狀態保存esp的值和ip的值。

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

沒有在cpu上運行的進程切換

首先轉換進程的狀態成正在運行，然后通過下面的一段嵌入式匯編實現切換

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，進程cpu狀態保存esp的值和ip的值。

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

下面是內核編譯完成的圖片：

下面這張是進程在切換時的圖片

?

三、總結

操作系統首先進入初始化啟動內核，在啟動內核時先完成第一個0號進程，然后根據需要不斷創建進程。并根據一定的調度算法進行進程的切換。

轉載于:https://www.cnblogs.com/pingandezhufu/p/4356546.html

總結

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容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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