早期版本的sched.h

#ifndef _SCHED_H #define _SCHED_H #define NR_TASKS 64 // 系统中同时最多任务（进程）数。 #define HZ 100 // 定义系统时钟滴答频率(1 百赫兹，每个滴答10ms) #define FIRST_TASK task[0] // 任务0 比较特殊，所以特意给它单独定义一个符号。 #define LAST_TASK task[NR_TASKS-1] // 任务数组中的最后一项任务。 #include <linux/head.h> // head 头文件，定义了段描述符的简单结构，和几个选择符常量。 #include <linux/fs.h> // 文件系统头文件。定义文件表结构（file,buffer_head,m_inode 等）。 #include <linux/mm.h> // 内存管理头文件。含有页面大小定义和一些页面释放函数原型。 #include <signal.h> // 信号头文件。定义信号符号常量，信号结构以及信号操作函数原型。 #if (NR_OPEN > 32) #error "Currently the close-on-exec-flags are in one word, max 32 files/proc" #endif // 这里定义了进程运行可能处的状态。 #define TASK_RUNNING 0 // 进程正在运行或已准备就绪。 #define TASK_INTERRUPTIBLE 1 // 进程处于可中断等待状态。 #define TASK_UNINTERRUPTIBLE 2 // 进程处于不可中断等待状态，主要用于I/O 操作等待。 #define TASK_ZOMBIE 3 // 进程处于僵死状态，已经停止运行，但父进程还没发信号。 #define TASK_STOPPED 4 // 进程已停止。 #ifndef NULL #define NULL ((void *) 0) // 定义NULL 为空指针。 #endif // 复制进程的页目录页表。Linus 认为这是内核中最复杂的函数之一。( mm/memory.c, 105 ) extern int copy_page_tables (unsigned long from, unsigned long to, long size); // 释放页表所指定的内存块及页表本身。( mm/memory.c, 150 ) extern int free_page_tables (unsigned long from, unsigned long size); // 调度程序的初始化函数。( kernel/sched.c, 385 ) extern void sched_init (void); // 进程调度函数。( kernel/sched.c, 104 ) extern void schedule (void); // 异常(陷阱)中断处理初始化函数，设置中断调用门并允许中断请求信号。( kernel/traps.c, 181 ) extern void trap_init (void); // 显示内核出错信息，然后进入死循环。( kernel/panic.c, 16 )。 extern void panic (const char *str); // 往tty 上写指定长度的字符串。( kernel/chr_drv/tty_io.c, 290 )。 extern int tty_write (unsigned minor, char *buf, int count); typedef int (*fn_ptr) (); // 定义函数指针类型。 // 下面是数学协处理器使用的结构，主要用于保存进程切换时i387 的执行状态信息。 struct i387_struct { long cwd; // 控制字(Control word)。 long swd; // 状态字(Status word)。 long twd; // 标记字(Tag word)。 long fip; // 协处理器代码指针。 long fcs; // 协处理器代码段寄存器。 long foo; long fos; long st_space[20]; /* 8*10 bytes for each FP-reg = 80 bytes */ }; // 任务状态段数据结构（参见列表后的信息）。 struct tss_struct { long back_link; /* 16 high bits zero */ long esp0; long ss0; /* 16 high bits zero */ long esp1; long ss1; /* 16 high bits zero */ long esp2; long ss2; /* 16 high bits zero */ long cr3; long eip; long eflags; long eax, ecx, edx, ebx; long esp; long ebp; long esi; long edi; long es; /* 16 high bits zero */ long cs; /* 16 high bits zero */ long ss; /* 16 high bits zero */ long ds; /* 16 high bits zero */ long fs; /* 16 high bits zero */ long gs; /* 16 high bits zero */ long ldt; /* 16 high bits zero */ long trace_bitmap; /* bits: trace 0, bitmap 16-31 */ struct i387_struct i387; }; // 这里是任务（进程）数据结构，或称为进程描述符。 // ========================== /* these are hardcoded - don't touch */ // long state 任务的运行状态（-1 不可运行，0 可运行(就绪)，>0 已停止）。 // long counter 任务运行时间计数(递减)（滴答数），运行时间片。 // long priority 运行优先数。任务开始运行时counter = priority，越大运行越长。 // long signal 信号。是位图，每个比特位代表一种信号，信号值=位偏移值+1。 // struct sigaction sigaction[32] 信号执行属性结构，对应信号将要执行的操作和标志信息。 // long blocked 进程信号屏蔽码（对应信号位图）。 // -------------------------- /* various fields */ // int exit_code 任务执行停止的退出码，其父进程会取。 // unsigned long start_code 代码段地址。 // unsigned long end_code 代码长度（字节数）。 // unsigned long end_data 代码长度 + 数据长度（字节数）。 // unsigned long brk 总长度（字节数）。 // unsigned long start_stack 堆栈段地址。 // long pid 进程标识号(进程号)。 // long father 父进程号。 // long pgrp 父进程组号。 // long session 会话号。 // long leader 会话首领。 // unsigned short uid 用户标识号（用户id）。 // unsigned short euid 有效用户id。 // unsigned short suid 保存的用户id。 // unsigned short gid 组标识号（组id）。 // unsigned short egid 有效组id。 // unsigned short sgid 保存的组id。 // long alarm 报警定时值（滴答数）。 // long utime 用户态运行时间（滴答数）。 // long stime 系统态运行时间（滴答数）。 // long cutime 子进程用户态运行时间。 // long cstime 子进程系统态运行时间。 // long start_time 进程开始运行时刻。 // unsigned short used_math 标志：是否使用了协处理器。 // -------------------------- /* file system info */ // int tty 进程使用tty 的子设备号。-1 表示没有使用。 // unsigned short umask 文件创建属性屏蔽位。 // struct m_inode * pwd 当前工作目录i 节点结构。 // struct m_inode * root 根目录i 节点结构。 // struct m_inode * executable 执行文件i 节点结构。 // unsigned long close_on_exec 执行时关闭文件句柄位图标志。（参见include/fcntl.h） // struct file * filp[NR_OPEN] 进程使用的文件表结构。 // -------------------------- /* ldt for this task 0 - zero 1 - cs 2 - ds&ss */ // struct desc_struct ldt[3] 本任务的局部表描述符。0-空，1-代码段cs，2-数据和堆栈段ds&ss。 // -------------------------- /* tss for this task */ // struct tss_struct tss 本进程的任务状态段信息结构。 // ========================== struct task_struct { /* these are hardcoded - don't touch */ long state; /* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */ long counter; long priority; long signal; struct sigaction sigaction[32]; long blocked; /* bitmap of masked signals */ /* various fields */ int exit_code; unsigned long start_code, end_code, end_data, brk, start_stack; long pid, father, pgrp, session, leader; unsigned short uid, euid, suid; unsigned short gid, egid, sgid; long alarm; long utime, stime, cutime, cstime, start_time; unsigned short used_math; /* file system info */ int tty; /* -1 if no tty, so it must be signed */ unsigned short umask; struct m_inode *pwd; struct m_inode *root; struct m_inode *executable; unsigned long close_on_exec; struct file *filp[NR_OPEN]; /* ldt for this task 0 - zero 1 - cs 2 - ds&ss */ struct desc_struct ldt[3]; /* tss for this task */ struct tss_struct tss; }; /* * INIT_TASK is used to set up the first task table, touch at * your own risk!. Base=0, limit=0x9ffff (=640kB) */ /* * INIT_TASK 用于设置第1 个任务表，若想修改，责任自负?！ * 基址Base = 0，段长limit = 0x9ffff（=640kB）。 */ #define INIT_TASK / // 对应上面任务结构的第1 个任务(任务0)的数据信息。 /* state etc */ { 0,15,15, / // state, counter, priority /* signals */ 0, { {} ,} , 0, / // signal, sigaction[32], blocked /* ec,brk... */ 0, 0, 0, 0, 0, 0, / // exit_code,start_code,end_code,end_data,brk,start_stack /* pid etc.. */ 0, -1, 0, 0, 0, / // pid, father, pgrp, session, leader /* uid etc */ 0, 0, 0, 0, 0, 0, / // uid, euid, suid, gid, egid, sgid /* alarm */ 0, 0, 0, 0, 0, 0, / // alarm, utime, stime, cutime, cstime, start_time /* math */ 0, / // used_math /* fs info */ -1, 0022, NULL, NULL, NULL, 0, / // tty,umask,pwd,root,executable,close_on_exec /* filp */ {NULL,}, / // filp[20] { / // ldt[3] { 0, 0} ,/ /* ldt */ { 0x9f, 0xc0fa00} , / // 代码长640K，基址0x0，G=1，D=1，DPL=3，P=1 TYPE=0x0a { 0x9f, 0xc0f200} , / // 数据长640K，基址0x0，G=1，D=1，DPL=3，P=1 TYPE=0x02 },/ /*tss*/ { 0, PAGE_SIZE + (long) &init_task, 0x10, 0, 0, 0, 0, (long) &pg_dir, / // tss 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,/ 0, 0, 0x17, 0x17, 0x17, 0x17, 0x17, 0x17, _LDT (0), 0x80000000,/ { } / },/ } extern struct task_struct *task[NR_TASKS]; // 任务数组。 extern struct task_struct *last_task_used_math; // 上一个使用过协处理器的进程。 extern struct task_struct *current; // 当前进程结构指针变量。 extern long volatile jiffies; // 从开机开始算起的滴答数（10ms/滴答）。 extern long startup_time; // 开机时间。从1970:0:0:0 开始计时的秒数。 #define CURRENT_TIME (startup_time+jiffies/HZ) // 当前时间（秒数）。 // 添加定时器函数（定时时间jiffies 滴答数，定时到时调用函数*fn()）。( kernel/sched.c,272) extern void add_timer (long jiffies, void (*fn) (void)); extern void sleep_on (struct task_struct **p); // 不可中断的等待睡眠。( kernel/sched.c, 151 ) extern void interruptible_sleep_on (struct task_struct **p); // 可中断的等待睡眠。( kernel/sched.c, 167 ) extern void wake_up (struct task_struct **p); // 明确唤醒睡眠的进程。( kernel/sched.c, 188 ) /* * Entry into gdt where to find first TSS. 0-nul, 1-cs, 2-ds, 3-syscall * 4-TSS0, 5-LDT0, 6-TSS1 etc ... */ /* * 寻找第1 个TSS 在全局表中的入口。0-没有用nul，1-代码段cs，2-数据段ds，3-系统段syscall * 4-任务状态段TSS0，5-局部表LTD0，6-任务状态段TSS1，等。 */ #define FIRST_TSS_ENTRY 4 // 全局表中第1 个任务状态段(TSS)描述符的选择符索引号。 #define FIRST_LDT_ENTRY (FIRST_TSS_ENTRY+1) // 全局表中第1 个局部描述符表(LDT)描述符的选择符索引号。 #define _TSS(n) ((((unsigned long) n)<<4)+(FIRST_TSS_ENTRY<<3)) // 宏定义，计算在全局表中第n 个任务的TSS 描述符的索引号（选择符）。 #define _LDT(n) ((((unsigned long) n)<<4)+(FIRST_LDT_ENTRY<<3)) // 宏定义，计算在全局表中第n 个任务的LDT 描述符的索引号。 #define ltr(n) __asm__( "ltr %%ax":: "a" (_TSS(n))) // 宏定义，加载第n 个任务的任务寄存器tr。 #define lldt(n) __asm__( "lldt %%ax":: "a" (_LDT(n))) // 宏定义，加载第n 个任务的局部描述符表寄存器ldtr。 // 取当前运行任务的任务号（是任务数组中的索引值，与进程号pid 不同）。 // 返回：n - 当前任务号。用于( kernel/traps.c, 79)。 #define str(n) / __asm__( "str %%ax/n/t" / // 将任务寄存器中TSS 段的有效地址??ax "subl %2,%%eax/n/t" / // (eax - FIRST_TSS_ENTRY*8)??eax "shrl $4,%%eax" / // (eax/16)??eax = 当前任务号。 : "=a" (n):"a" (0), "i" (FIRST_TSS_ENTRY << 3)) /* * switch_to(n) should switch tasks to task nr n, first * checking that n isn't the current task, in which case it does nothing. * This also clears the TS-flag if the task we switched to has used * tha math co-processor latest. */ /* * switch_to(n)将切换当前任务到任务nr，即n。首先检测任务n 不是当前任务， * 如果是则什么也不做退出。如果我们切换到的任务最近（上次运行）使用过数学 * 协处理器的话，则还需复位控制寄存器cr0 中的TS 标志。 */ // 输入：%0 - 新TSS 的偏移地址(*&__tmp.a)； %1 - 存放新TSS 的选择符值(*&__tmp.b)； // dx - 新任务n 的选择符；ecx - 新任务指针task[n]。 // 其中临时数据结构__tmp 中，a 的值是32 位偏移值，b 为新TSS 的选择符。在任务切换时，a 值 // 没有用（忽略）。在判断新任务上次执行是否使用过协处理器时，是通过将新任务状态段的地址与 // 保存在last_task_used_math 变量中的使用过协处理器的任务状态段的地址进行比较而作出的。 #define switch_to(n) {/ struct {long a,b;} __tmp; / __asm__( "cmpl %%ecx,_current/n/t" / // 任务n 是当前任务吗?(current ==task[n]?) "je 1f/n/t" / // 是，则什么都不做，退出。 "movw %%dx,%1/n/t" / // 将新任务的选择符??*&__tmp.b。 "xchgl %%ecx,_current/n/t" / // current = task[n]；ecx = 被切换出的任务。 "ljmp %0/n/t" / // 执行长跳转至*&__tmp，造成任务切换。 // 在任务切换回来后才会继续执行下面的语句。 "cmpl %%ecx,_last_task_used_math/n/t" / // 新任务上次使用过协处理器吗？ "jne 1f/n/t" / // 没有则跳转，退出。 "clts/n" / // 新任务上次使用过协处理器，则清cr0 的TS 标志。 "1:"::"m" (*&__tmp.a), "m" (*&__tmp.b), "d" (_TSS (n)), "c" ((long) task[n])); } // 页面地址对准。（在内核代码中没有任何地方引用!!） #define PAGE_ALIGN(n) (((n)+0xfff)&0xfffff000) // 设置位于地址addr 处描述符中的各基地址字段(基地址是base)，参见列表后说明。 // %0 - 地址addr 偏移2；%1 - 地址addr 偏移4；%2 - 地址addr 偏移7；edx - 基地址base。 #define _set_base(addr,base) / __asm__( "movw %%dx,%0/n/t" / // 基址base 低16 位(位15-0)??[addr+2]。 "rorl $16,%%edx/n/t" / // edx 中基址高16 位(位31-16)??dx。 "movb %%dl,%1/n/t" / // 基址高16 位中的低8 位(位23-16)??[addr+4]。 "movb %%dh,%2" / // 基址高16 位中的高8 位(位31-24)??[addr+7]。 ::"m" (*((addr) + 2)), "m" (*((addr) + 4)), "m" (*((addr) + 7)), "d" (base):"dx") // 设置位于地址addr 处描述符中的段限长字段(段长是limit)。 // %0 - 地址addr；%1 - 地址addr 偏移6 处；edx - 段长值limit。 #define _set_limit(addr,limit) / __asm__( "movw %%dx,%0/n/t" / // 段长limit 低16 位(位15-0)??[addr]。 "rorl $16,%%edx/n/t" / // edx 中的段长高4 位(位19-16)??dl。 "movb %1,%%dh/n/t" / // 取原[addr+6]字节??dh，其中高4 位是些标志。 "andb $0xf0,%%dh/n/t" / // 清dh 的低4 位(将存放段长的位19-16)。 "orb %%dh,%%dl/n/t" / // 将原高4 位标志和段长的高4 位(位19-16)合成1 字节， "movb %%dl,%1" / // 并放会[addr+6]处。 ::"m" (*(addr)), "m" (*((addr) + 6)), "d" (limit):"dx") // 设置局部描述符表中ldt 描述符的基地址字段。 #define set_base(ldt,base) _set_base( ((char *)&(ldt)) , base ) // 设置局部描述符表中ldt 描述符的段长字段。 #define set_limit(ldt,limit) _set_limit( ((char *)&(ldt)) , (limit-1)>>12 ) // 从地址addr 处描述符中取段基地址。功能与_set_base()正好相反。 // edx - 存放基地址(__base)；%1 - 地址addr 偏移2；%2 - 地址addr 偏移4；%3 - addr 偏移7。 #define _get_base(addr) ({/ unsigned long __base; / __asm__( "movb %3,%%dh/n/t" / // 取[addr+7]处基址高16 位的高8 位(位31-24)??dh。 "movb %2,%%dl/n/t" / // 取[addr+4]处基址高16 位的低8 位(位23-16)??dl。 "shll $16,%%edx/n/t" / // 基地址高16 位移到edx 中高16 位处。 "movw %1,%%dx" / // 取[addr+2]处基址低16 位(位15-0)??dx。 :"=d" (__base) / // 从而edx 中含有32 位的段基地址。 :"m" (*((addr) + 2)), "m" (*((addr) + 4)), "m" (*((addr) + 7))); __base; }) // 取局部描述符表中ldt 所指段描述符中的基地址。 #define get_base(ldt) _get_base( ((char *)&(ldt)) ) // 取段选择符segment 的段长值。 // %0 - 存放段长值(字节数)；%1 - 段选择符segment。 #define get_limit(segment) ({ / unsigned long __limit; / __asm__( "lsll %1,%0/n/tincl %0": "=r" (__limit): "r" (segment)); / __limit;}) #endif