Linux系统分析实验（一）：时间片轮转多道程序内核

Linux系统分析实验（一）：时间片轮转多道程序内核

注：后三位416原创作品转载请注明出处<https://github.com/mengning/linuxkernel/

实验环境

1. Ubuntu16.04虚拟机
2. VMware workstation 12 Player

实验步骤

1. 下载linux3.9.4版本内核源码并打上mykernel的补丁

   • wget <https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v3.x/linux-3.9.4.tar.xz>
   • wget <https://raw.github.com/mengning/mykernel/master/mykernel_for_linux3.9.4sc.patch>
   • tar -xvf linux-3.9.4.tar
   • cd linux-3.9.4
   • patch -p1 < ../mykernel_for_linux3.9.4sc.patch

2. 编译

   make allnoconfig 
   make
   

编译报错：缺少compiler-gcc5.h的头文件。cd到include/linux下发现只有compiler-gcc4.h，我们将该文件重命名为compiler-gcc5.h：mv compiler-gcc4.h compiler-gcc5.h。

3. 安装qemu启动内核

   sudo apt-get install qemu # install QEMU 
   sudo ln -s /usr/bin/qemu-system-i386 /usr/bin/qemu
   qemu -kernel arch/x86/boot/bzImage  # 使用qemu启动内核
   

mykernel代码分析

从孟宁老师的主页上获取源码 https://github.com/mengning/mykernel 下载mymain.c ，myinterrupt.c 和 mypcb.h三个文件。

mypcb.h:

该头文件包含一个thread结构体线程的上下文（指令指针和栈顶指针）。PCB结构定义了进程控制块:
(1)pid进程标识符;
(2)state状态，-1表示不可运行，0表示可运行，>0表示停止;
(3)定义了一个栈空间;
(4)一个Thread变量;
(5)任务入口点;
(6)下一个PCB的指针;

struct Thread {
   
   
    unsigned long	ip;//point to cpu run address
    unsigned long	sp;//point to the thread stack's top address
    //todo add other attrubte of system thread
};
//PCB Struct
typedef struct PCB{
   
   
    int pid; // pcb id 
    volatile long state;	/* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */
    char stack[KERNEL_STACK_SIZE];// each pcb stack size is 1024*8
    /* CPU-specific state of this task */
    struct Thread thread;
    unsigned long	task_entry;//the task execute entry memory address
    struct PCB *next;//pcb is a circular linked list
    unsigned long priority;// task priority ////////
    //todo add other attrubte of process control block
}tPCB;

myinterrupt.c:

主要实现定时器中断，每隔1000ms进行my_need_sched的检查，如果不为1，则置为1使其进入就绪队列。my_schedule函数具体实现了进程的切换。声明了两个指针，prev和next，分别指向当前进程和下一个进程。

void my_timer_handler(void)
{
   
   
#if 1
    if(time_count%