20169210《Linux内核原理与分析》第四周作业

网易云课堂学习：

在实验楼的学习中，这次的实验是利用mykernel实验模拟计算机硬件平台

首先进入linux-3.9.4，

$cd LinuxKernel/linux-3.9.4

如下图所示

接下来是利用如下命令执行

$qemn -kernel arch/x86/boot/bzImage

结果如图所示

进入mykernel，查看文件，结果如图所示

进入mymain.c，如图所示



前面是头文件，该函数是整个操作系统的入口，my-start-kernel，之前都是硬件初始化的操作，if循环是执行10万次打印一次，也可以修改if的条件使打印更慢一些

接下来进入myinterrupt.c

同样前面是头文件，每次时钟中断都调用一次printk()输出,进入时钟中断的处理入口都由linux内核代码处理好了，这里只需要在时钟中断的中断发生时进行操作

模拟硬件平台的工作包括初始化的动作就完成了。

进程切换：

处理器总处于以下状态中的一种：

１、内核态，运行于进程上下文，内核代表进程运行于内核空间；

２、内核态，运行于中断上下文，内核代表硬件运行于内核空间；

３、用户态，运行于用户空间。

所谓的“进程上下文”，就是一个进程在执行的时候，CPU的所有寄存器中的值、进程的状态以及堆栈上的内容，当内核需要切换到另一个进程时，它需要保存当前进程的所有状态，即保存当前进程的进程上下文，以便再次执行该进程时，能够恢复切换时的状态，继续执行。

一个进程的上下文可以分为三个部分:用户级上下文、寄存器上下文以及系统级上下文。

用户级上下文: 正文、数据、用户堆栈以及共享存储区；

寄存器上下文: 通用寄存器、程序寄存器(IP)、处理器状态寄存器(EFLAGS)、栈指针(ESP)；

系统级上下文: 进程控制块task_struct、内存管理信息(mm_struct、vm_area_struct、pgd、pte)、内核栈

内核可以处于两种上下文：进程上下文和中断上下文。在系统调用之后，用户应用程序进入内核空间，此后内核空间针对用户空间相应进程的代表就运行于进程上下文。异步发生的中断会引发中断处理程序被调用，中断处理程序就运行于中断上下文。中断上下文和进程上下文不可能同时发生。

当发生进程调度时，进行进程切换就是上下文切换(context switch).操作系统必须对上面提到的全部信息进行切换，新调度的进程才能运行。而系统调用进行的是模式切换(mode switch)。模式切换与进程切换比较起来，容易很多，而且节省时间，因为模式切换最主要的任务只是切换进程寄存器上下文的切换。

参见：http://blog.csdn.net/yapian8/article/details/41809837

进程管理：

下图是进程状态转换图



TASK_RUNNING（运行）—进程是可执行的。

TASK_INTERRURUPTIBLE（可中断）—进程正在睡眠（也就是说它被阻塞），等待某些条件的达成。

TASK_UNINTERRUPTIBLE（不可中断）—除了就算是接收信号也不会被唤醒或准备投入运行外，这个状态与可打断状态相同。

TASK_TRACED—被其他进程跟踪的进程。

TASK_STOPPED（停止）—进程停止执行。