Linux内核分析 第二周
Linux内核分析——完成一个简单的时间片轮转多道程序内核代码
张潇月+《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000
一、实验
打开实验楼,在老师早就建立好的环境里运行并分析一个简单的操作系统内核。
首先是进入老师搭建的平台
然后cd mykernel 您可以看到qemu窗口输出的内容的代码mymain.c和myinterrupt.c
以上是本次实验过程截图。
二、分析实验代码
Mymain.c
/*
* linux/mykernel/mymain.c
*
* Kernel internal my_start_kernel
*
* Copyright (C) 2013 Mengning
*
*/
#include <linux/types.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/ctype.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/vmalloc.h>
#include "mypcb.h"
tPCB task[MAX_TASK_NUM];
tPCB * my_current_task = NULL;
volatile int my_need_sched = 0;/*是否需要调度*/
void my_process(void);
void __init my_start_kernel(void)
{
int pid = 0;
int i;
/* Initialize process 0*/
task[pid].pid = pid;
task[pid].state = 0;/* 0号进程*/
task[pid].task_entry = task[pid].thread.ip = (unsigned long)my_process;
task[pid].thread.sp = (unsigned long)&task[pid].stack[KERNEL_STACK_SIZE-1];
task[pid].next = &task[pid];
/*fork more process */
for(i=1;i<MAX_TASK_NUM;i++)
{
memcpy(&task[i],&task[0],sizeof(tPCB));
task[i].pid = i;
task[i].state = -1;
task[i].thread.sp = (unsigned long)&task[i].stack[KERNEL_STACK_SIZE-1];
task[i].next = task[i-1].next;
task[i-1].next = &task[i];
}
/* start process 0 by task[0] */
pid = 0;/*0号进程开始执行*/
my_current_task = &task[pid];
asm volatile(
"movl %1,%%esp\n\t" /*%1表示下面的参数sp*/
"pushl %1\n\t" /* push ebp */
"pushl %0\n\t" /* push task[pid].thread.ip */
"ret\n\t" /* pop task[pid].thread.ip to eip */
"popl %%ebp\n\t"
:
: "c" (task[pid].thread.ip),"d" (task[pid].thread.sp) /* input c or d mean %ecx/%edx*/
);
}
void my_process(void)
{
int i = 0;
while(1)
{
i++;
if(i%10000000 == 0)
{
printk(KERN_NOTICE "this is process %d -\n",my_current_task->pid);/*主动调度,执行一千万次才调度一次*/
if(my_need_sched == 1)
{
my_need_sched = 0;
my_schedule();
}
printk(KERN_NOTICE "this is process %d +\n",my_current_task->pid);
}
}
}
Myinterrupt.c
/*
* linux/mykernel/myinterrupt.c
*
* Kernel internal my_timer_handler
*
* Copyright (C) 2013 Mengning
*
*/
#include <linux/types.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/ctype.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/vmalloc.h>
#include "mypcb.h"
extern tPCB task[MAX_TASK_NUM];
extern tPCB * my_current_task;
extern volatile int my_need_sched;
volatile int time_count = 0;
/*
* Called by timer interrupt.
* it runs in the name of current running process,
* so it use kernel stack of current running process
*/
void my_timer_handler(void)
{
#if 1
if(time_count%1000 == 0 && my_need_sched != 1)
{
printk(KERN_NOTICE ">>>my_timer_handler here<<<\n");
my_need_sched = 1;
}
time_count ++ ;
#endif
return;
}
void my_schedule(void)
{
tPCB * next;
tPCB * prev;
if(my_current_task == NULL
|| my_current_task->next == NULL)
{
return;
}
printk(KERN_NOTICE ">>>my_schedule<<<\n");
/* schedule */
next = my_current_task->next;
prev = my_current_task;
if(next->state == 0)/* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */
{
/* switch to next process */
asm volatile(
"pushl %%ebp\n\t" /* save ebp */
"movl %%esp,%0\n\t" /* save esp */
"movl %2,%%esp\n\t" /* restore esp */
"movl $1f,%1\n\t" /* save eip */
"pushl %3\n\t"
"ret\n\t" /* restore eip */
"1:\t" /* next process start here */
"popl %%ebp\n\t"
: "=m" (prev->thread.sp),"=m" (prev->thread.ip)
: "m" (next->thread.sp),"m" (next->thread.ip)
);
my_current_task = next;
printk(KERN_NOTICE ">>>switch %d to %d<<<\n",prev->pid,next->pid);
}
else
{
next->state = 0;
my_current_task = next;
printk(KERN_NOTICE ">>>switch %d to %d<<<\n",prev->pid,next->pid);
/* switch to new process */
asm volatile(
"pushl %%ebp\n\t" /* save ebp */
"movl %%esp,%0\n\t" /* save esp */
"movl %2,%%esp\n\t" /* restore esp */
"movl %2,%%ebp\n\t" /* restore ebp */
"movl $1f,%1\n\t" /* save eip */
"pushl %3\n\t"
"ret\n\t" /* restore eip */
: "=m" (prev->thread.sp),"=m" (prev->thread.ip)
: "m" (next->thread.sp),"m" (next->thread.ip)
);
}
return;
}
Mypcb.c
/*
* linux/mykernel/mypcb.h
*
* Kernel internal PCB types
*
* Copyright (C) 2013 Mengning
*
*/
#define MAX_TASK_NUM 4
#define KERNEL_STACK_SIZE 1024*8
/* CPU-specific state of this task */
struct Thread {
unsigned long ip;
unsigned long sp; /*用thread来存储ip,sp*/
};
typedef struct PCB{
int pid;
volatile long state; /* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */
char stack[KERNEL_STACK_SIZE];
/* CPU-specific state of this task */
struct Thread thread;
unsigned long task_entry;/*进程入口*/
struct PCB *next;/*把进程用链表链接起来*/
}tPCB;
void my_schedule(void);
三、操作系统是怎么工作?
程序在经过编译链接后形成可执行程序。在加载到内存时,系统根据可执行程序初始化进程的地址空间。CPU根据ebp/eip寻址进程地址空间中的cs段的代码,取值,译码并依次执行,进行数据处理。在函数调用时,会先把参数压栈,接着执行call指令-压栈参数cs:eip并跳转到被调用函数的cs段,然后构造被调函数的堆栈,之后,同样的取值,译码并执行,进行数据处理。在被调用函数结尾,会恢复调用函数的cs段的指令。
Linux内核分析 第二周的更多相关文章
- linux内核分析第二周
网易云课堂linux内核分析第二周 20135103 王海宁 <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/cours ...
- LINUX内核分析第二周学习总结——操作系统是如何工作的
LINUX内核分析第二周学习总结——操作系统是如何工作的 张忻(原创作品转载请注明出处) <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/course ...
- Linux内核分析第二周学习笔记
linux内核分析第二周学习笔记 标签(空格分隔): 20135328陈都 陈都 原创作品转载请注明出处 <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.co ...
- Linux内核分析第二周--操作系统是如何工作的
Linux内核分析第二周--操作系统是如何工作的 李雪琦 + 原创作品转载请注明出处 + <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/course ...
- Linux内核分析第二周学习博客——完成一个简单的时间片轮转多道程序内核代码
Linux内核分析第二周学习博客 本周,通过实现一个简单的操作系统内核,我大致了解了操作系统运行的过程. 实验主要步骤如下: 代码分析: void my_process(void) { int i = ...
- linux内核分析第二周-完成一个简单的时间片轮转多道程序内核代码
中断时计算机运行的一个非常重要的功能.之所以重要,是因为由于种种原因,计算机不能将一个程序从头执行到尾不间断,而是可能会出现很多像等待输入设备输出设备的过程,如果没有中断系统,CPU只能等待,造成资源 ...
- Linux内核分析第二周学习总结:操作系统是如何工作的?
韩玉琪 + 原创作品转载请注明出处 + <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000 一.函数调用堆栈 ...
- Linux内核分析第二周:操作系统是如何工作的
第一讲 函数调用堆栈 计算机是如何工作的? (总结)——三个法宝 1,存储程序计算机工作模型,计算机系统最最基础性的逻辑结构: 2,函数调用堆栈,高级语言得以运行的基础,只有机器语言和汇编语言的时候堆 ...
- linux内核分析 第二周 操作系统是如何工作的
银雪纯 原创作品转载请注明出处 <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000 一.计算机是如何工作的 ...
随机推荐
- [Maven] - 安装与Eclipse搭建
Maven的具体参考书可以看:<Maven实战> 下载maven可以到:http://maven.apache.org/ Maven的eclipse基本使用可以在这里看到:http://w ...
- 关于redis的主从复制
redis主从复制需要注意的一个问题 这两天我朋友在使用redis偶尔会遇见一个问题,就是所有的缓存莫名其妙会不见,找了好久都没找到,他一直以为 有人错误执行了什么命令 他跟我说的时候我估计是主从复制 ...
- 使用.net 创建windows service
最近公司项目需要,写了个windows 服务,windows 服务的内容可以在VS 中新建一个"windows服务项目", (1)服务中的主要代码: public partial ...
- Net操作Excel(终极方法NPOI)
NPOI 待学习 http://www.cnblogs.com/stone_w/archive/2012/08/02/2620528.html
- (OpenCV) VS2013 + opencv-2.4.10.exe + Windows 10 开发环境配置
主要配置2点: - Windows 环境变量. - VC++ 配置. STEP BY STEP: 1. 双击 ”opencv-2.4.10.exe“,解压到本地文件夹 “C:\ ". 2. ...
- AttributeError: type object '_io.StringIO' has no attribute 'StringIO'
python2导入StringIO模块,直接: from StringIO import StringIO 对于python3,StringIO和cStringIO模块已经没了,如果要使用的话,需要导 ...
- Entity Framework 学习笔记
1.自定义数据库链接字符串上下文 public class PetDbContext : DbContext { public PetDbContext() : base("name=Dem ...
- [手机取证] Jonathan Zdziarski公开的苹果iOS后门及POC视频
Jonathan Zdziarski 近日在其推特上公布了此“后门”的研究及POC视频,并表示全球媒体“夸大”了此事,自己“从未表示过认为此后门与NSA的监控行为有关”. 视频 http://pan. ...
- java中abstract详解
Abstract(抽象)可以修饰类.方法 如果将一个类设置为abstract,则此类必须被继承使用.此类不可生成对象,必须被继承使用. Abstract可以将子类的共性最大限度的抽取出来,放在父类中, ...
- asp.net中插件开发模式说明
第一定义接口 /// <summary> /// 这是插件必须实现的接口,也是主程序与插件通信的唯一接口 /// 换句话说,主程序只认识插件里的这些方法 ...