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x01.os.9: 进程切换

进入内核后,当然不能无所事事。先创建三个进程,分别打印 A,B,C。虽然只是简单的打印,但却是一切扩展的基础,不可等闲视之。

进程切换,涉及一系列的寄存器需要保护,于是,就有了 ProcessStack 结构,代码如下:

typedef struct {    u32        gs;    u32        fs;    u32        es;    u32        ds;    u32        edi;    u32        esi;    u32        ebp;    u32        KernelEsp;    u32        ebx;    u32        edx;    u32        ecx;    u32        eax;    u32        RetAddr;    u32        eip;    u32        cs;    u32        eflags;    u32        esp;    u32        ss;} ProcessStack;

稍加注意,会发现有个 KernelEsp。它的作用,是防止进程切换时,栈指针乱指。

进程切换,当然离不开中断。有意思的是,涉及中断调用的任务状态栈 TSS 同 ProcessStack 竟有异曲同工之妙。

进程切换,还有一个关键,就是不能再用简单的 ret 来返回了。kernel.s 中的 save 代码如下:

save:    pushad    push        ds    push        es    push        fs    push        gs    mov        dx, ss    mov        ds, dx    mov        es, dx    mov        esi, esp    inc            dword [g_IntReenter]    cmp        dword [g_IntReenter], 0    jne            .1    mov        esp, StackTop    push        Restart    jmp            [esi + P_RetAddr - P_StackBase].1:    push        reenter    jmp            [esi + P_RetAddr - P_StackBase]Restart:    mov        esp, [g_pProcReady]    lldt            [esp + P_LdtSel]    lea            esi, [esp + P_StackTop]    mov        dword [g_Tss + TSS_ESP0], esireenter:    dec            dword [g_IntReenter]    pop        gs    pop        fs    pop        es    pop        ds    popad    add            esp, 4    iretd

其中的 jmp  [esi + P_RetAddr - P_StackBase] ,就是跳到事先保存的返回地址。而这一返回地址,由 main.c 中的 KernelMain 设置。即 for 循环里的 pProc->Regs.esp = (u32)pTaskStack; 这种多兵种作战,需细心体会,方能领会之。

此关键点如能领会,进程切换就不是难事。所谓进程,不过在 ProcessStack 的基础上,添加一些进程 Id,name,优先级而已。

进入工程目录,make 后,再 bochs,即可看到如下界面:

          

其中,优先级的设置为 15:5:3, 同显示的基本一致。完整代码,可到 x01.Lab.Download 中下载。虚拟机及开发工具,可参看 x01.os.7

有个问题需说明一下。就是修改后重新 make 时,会出现 /mnt/temp 忙,可运行命令 sudo umount /mnt/temp 卸载之。

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