操作系统实验报告 lab4

实验报告详述了在操作系统中如何分配和初始化进程控制块,涉及alloc_proc函数、context和tf的作用。此外,还分析了内核线程资源分配、do_fork函数的实现以及proc_run和schedule在进程切换中的角色。最后,探讨了switch_to函数在上下文切换中的关键操作。

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练习0 填写已有实验

本实验依赖实验1~实验3。请把已做的实验1~实验3的代码填入本实验中代码中有lab1,lab2,lab3的注释部分。

运用meld软件进行比较,截图如下:
这里写图片描述
可以看到,需要补全的文件是

default_pmm.c
pmm.c
swap_fifo.c
vmm.c
trap.c

练习1 分配并初始化一个进程控制块(需要编码)

alloc_proc函数(位于kern/process/proc.c中)负责分配并返回一个新的struct proc_struct结构,用于存储新建立的内核线程的管理信息。ucore需要对这个结构进行最基本的初始化,完成这个初始化过程。

关键数据结构 struct proc_struct



    struct proc_struct {  
        enum proc_state state; // Process state  
        int pid; // Process ID  
        int runs; // the running times of Proces  
        uintptr_t kstack; // Process kernel stack  
        volatile bool need_resched; // need to be rescheduled to release CPU?  
        struct proc_struct *parent; // the parent process  
        struct mm_struct *mm; // Process's memory management field  
        struct context context; // Switch here to run process  
        struct trapframe *tf; // Trap frame for current interrupt  
        uintptr_t cr3; // the base addr of Page Directroy Table(PDT)  
        uint32_t flags; // Process flag  
        char name[PROC_NAME_LEN + 1]; // Process name  
        list_entry_t list_link; // Process link list  
        list_entry_t hash_link; // Process hash list  
    };  

下面对参数进行简单的讲解

mm:内存管理的信息,包括内存映射列表、页表指针等。
state:进程所处的状态。
parent:用户进程的父进程(创建它的进程)。
kstack:记录了分配给该进程/线程的内核桟的位置。
need_resched:是否需要调度
context:进程的上下文,用于进程切换
tf:中断帧的指针
cr3: cr3 保存页表的物理地址

代码填写

根据题目中的提示填写代码

    static struct proc_struct *  
    alloc_proc(void) {  
        struct proc_struct *proc = kmalloc(sizeof(struct proc_struct));  
        if (proc != NULL) {  
        //LAB4:EXERCISE1 YOUR CODE  
        /* 
         * below fields in proc_struct need to be initialized 
         *       enum proc_state state;                      // Proc
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