week2--操作系统是如何工作的
潘恒 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、一个简单的时间片轮转多道程序内核代码
1.源代码
1)进程的启动:
/* start process 0 by task[0] */
pid = ;
my_current_task = &task[pid];
asm volatile(
"movl %1,%%esp\n\t" /* set task[pid].thread.sp to esp */
"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*/
);
2)进程的切换:进程的切换分为两种情况,第一种为next->state == 0(下一个进程正在执行时),第二种为进程是一个新进程,还未执行过;
代码分别如下:
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);
}
新进程:
else
{
next->state = ;
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)
);
}
2.实验截图(实验楼)
运行:

查看运行进程的代码:

查看时间中断的代码:

3.分析
进程调度的时机
- 中断处理过程(包括时钟中断、I/O中断、系统调用和异常)中,直接调用schedule(),或者返回用户态时根据need_resched标记调用schedule();比如sleep,就可能直接调用了schedule
- 内核线程可以直接调用schedule()进行进程切换,也可以在中断处理过程中进行调度,也就是说内核线程作为一类的特殊的进程可以主动调度,也可以被动调度;
- 用户态进程无法实现主动调度,仅能通过陷入内核态后的某个时机点进行调度,即在中断处理过程中进行调度。用户态进程只能被动调度。
进程的切换
- 为了控制进程的执行,内核必须有能力挂起正在CPU上执行的进程,并恢复以前挂起的某个进程的执行,这叫做进程切换、任务切换、上下文切换;即进程上下文切换!
- 挂起正在CPU上执行的进程,与中断时保存现场是不同的,中断前后是在同一个进程上下文中,只是由用户态转向内核态执行;
- 进程上下文包含了进程执行需要的所有信息
- 用户地址空间:包括程序代码,数据,用户堆栈等
- 控制信息:进程描述符,内核堆栈等
- 硬件上下文(注意中断也要保存硬件上下文只是保存的方法不同)
- schedule()函数选择一个新的进程来运行,并调用context_switch进行上下文的切换,这个宏调用switch_to来进行关键上下文切换
- next = pick_next_task(rq, prev);//进程调度算法都封装这个函数内部
- context_switch(rq, prev, next);//进程上下文切换
- switch_to利用了prev和next两个参数:prev指向当前进程,next指向被调度的进程
二、操作系统是如何工作的
进程是动态执行的实体,内核是进程的管理者。进程不但包括程序的指令和数据,而且包括程序计数器和CPU的所有寄存器以及存储临时数据的进程堆栈。所以,正在执行的进程包括处理器当前的一切活动。
Linux是一个多进程的操作系统,所以,其他的进程必须等到正在运行的进程空闲CPU后才能运行。当正在运行的进程等待其他的系统资源时,Linux内核将取得CPU的控制权,并将CPU分配给其他正在等待的进程,这就是进程切换。内核中的调度算法决定将CPU分配给哪一个进程。
Linux系统有一个进程控制表(process table),一个进程就是其中的一项。进程控制表中的每一项都是一个task_struct结构,在task_struct结构中存储各种低级和高级的信息,包括从一些硬件设备的寄存器拷贝到进程的工作目录的链接点。进程控制表既是一个数组,又是一个双向链表,同时又是一个树,其物理实现是一个包括多个指针的静态数组。
week2--操作系统是如何工作的的更多相关文章
- 20135202闫佳歆--week2 操作系统是如何工作的--学习笔记
此为个人学习笔记存档 week 2 操作系统是怎么工作的 一.计算机是如何工作的?--三个法宝 (一)三个法宝 1.存储程序计算机 所有计算机的基础性的逻辑框架. 2.函数调用堆栈 在低级语言中并不很 ...
- linux内核分析作业:操作系统是如何工作的进行:完成一个简单的时间片轮转多道程序内核代码
计算机如何工作 三个法宝:存储程序计算机.函数调用堆栈.中断机制. 堆栈 函数调用框架 传递参数 保存返回地址 提供局部变量空间 堆栈相关的寄存器 Esp 堆栈指针 (stack pointer) ...
- 《Linux内核分析》第二周 操作系统是如何工作的?
[刘蔚然 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] WEEK TWO(2 ...
- Linux内核分析——操作系统是如何工作的
万子惠 + 原创作品转载请注明出处 + <Linux内核分析> 实验部分 使用实验楼的虚拟机打开shell 然后cd mykernel 您可以看到qemu窗口输出的内容的代码mymain. ...
- 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内核分析之操作系统是如何工作的
在本周的课程中,孟老师主要讲解了操作系统是如何工作的,我根据自己的理解写了这篇博客,请各位小伙伴多多指正. 一.知识点总结 1. 三个法宝 存储程序计算机:所有计算机基础性的逻辑框架. 堆栈:高级语言 ...
- Linux内核分析作业二—操作系统是如何工作的
一.实验:简单的时间片轮转多道程序内核代码运行与分析 my_start_kernel之前都是硬件初始化,它是操作系统的执行入口,每循环100000次就进行一次打印. 执行更加简单,每次时钟中断时都会调 ...
- Linux操作系统学习_操作系统是如何工作的
实验五:Linux操作系统是如何工作的? 学号:SA1****369 操作系统工作的基础:存储程序计算机.堆栈(函数调用堆栈)机制和中断机制 首先要整明白的一个问题是什么是存储程序计算机?其实存储程序 ...
- Linux内核分析— —操作系统是如何工作的(20135213林涵锦)
mykernel实验指导(操作系统是如何工作的) 实验要求 运行并分析一个精简的操作系统内核,理解操作系统是如何工作的 使用实验楼的虚拟机打开shell cd LinuxKernel/linux-3. ...
- 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 ...
随机推荐
- 处理AsyncTask的内存泄漏问题
强引用AsyncTask导致了内存泄漏如下图 1.原因:activity销毁之后,AsyncTask线程可能依旧在执行,导致内存泄漏. 2.解决方法:查了一下大概有两个,一个是将函数声明为static ...
- 阿里八八Alpha阶段Scrum(10/12)
今日进度 叶文滔: 正在解决日程模块合并至主项目的问题 俞鋆: 完成了上传和下载头像的api,完善了登陆和注册的api 李嘉群: 正在尝试json文件的转化和发送请求 黄梅玲: 学习json数据解析和 ...
- node封装mysql操作
前言 node是基于异步的,因此在进行数据库查询操作的通常是通过回调来操作查询结果.但是在有了es7的async/await,基本不再需要回调了,所以本篇是基于async/await对mysql进行一 ...
- Oracle rdbms Brush password
Restore database user history account password 1. 用户状态 select * from user_astatus_map; select * from ...
- 由于没有公钥,无法验证下列签名: NO_PUBKEY 54422A4B98AB5139
gpg --keyserver pgpkeys.mit.edu --recv-key 54422A4B98AB5139 gpg -a --export 54422A4B98AB5139 | sudo ...
- WorldWind源码剖析系列:四叉树瓦片类QuadTile
四叉树瓦片类QuadTile提供了对影像和地形数据的四叉树访问模型.该类的类图如下. 四叉树瓦片类QuadTile提供的主要字段.属性和方法简要描述如下: public QuadTileSet Qua ...
- 提高SQL查询效率的30种方法
转载:提高SQL查询效率的30种方法 内容摘录如下: 1.对查询进行优化,应尽量避免全表扫描,首先应考虑在 where 及 order by 涉及的列上建立索引. 2.应尽量避免在 where 子句中 ...
- 【chrome】"您的连接不是私密连接" 解决办法
1.启用显示证书选项 在Chrome的地址栏中输入:chrome://flags/#show-cert-link,选择"启用",重启Chrome浏览器. (操作过无用) 2.安装 ...
- .NET Core installation for Docker
- VS编程,编辑WPF过程中,点击设计器中界面某一控件,在XAML中高亮突出显示相应的控件代码的设置方法。
原文:VS编程,编辑WPF过程中,点击设计器中界面某一控件,在XAML中高亮突出显示相应的控件代码的设置方法. 版权声明:我不生产代码,我只是代码的搬运工. https://blog.csdn.net ...