3 GeekOS进程源代码分析及实验.ppt

Ch2 GeekOS进程源代码分析及实验 沈峰 shenfeng@163.com 目录 第一部分 进程源代码分析 第二部分 进程源代码实验 第一部分 进程源代码分析 GeekOS中与进程相关的代码位于KThread.h，KThread.c文件中。 下面的讨论主要围绕这两个文件进行的。 GeekOS进程状态转换图 Current:正在占有CPU状态 Run:就绪状态 Wait:等待状态 GeekOS系统最早创建的内核进程有Main、Idle和Reaper三个进程，它们由Init_Scheduler函数创建。 首先创建并初始化一个内核进程mainThread，然后将该进程作为Current进程，最后调用Start_Kernel_Thread 函数创建了两个系统进程Idle和Reaper。 Init_Scheduler源代码如下(位于src/geekos/kthread.c中） void Init_Scheduler(void)　{ //创建第一个系统进程mainThread struct Kernel_Thread* mainThread = (struct Kernel_Thread *) KERN_THREAD_OBJ; //初始化mainThread Init_Thread(mainThread, (void *) KERN_STACK, PRIORITY_NORMAL, true); //使进程mainThread成为当前正在运行的进程 g_currentThread = mainThread; //把进程放入队列s_allThreadList中 Add_To_Back_Of_All_Thread_List(s_allThreadList, mainThread); //创建idle 进程 　Start_Kernel_Thread(Idle, 0, PRIORITY_IDLE, true); //创建Reaper进程 Start_Kernel_Thread(Reaper, 0, PRIORITY_NORMAL, true); } 进程控制块Kernel_Thread(1/2) 定义在include/kthread.h中 struct Kernel_Thread { ulong_t esp; // 进程的内核堆栈esp指针 volatile ulong_t numTicks; // 计时器 int priority; // 进程优先级 DEFINE_LINK(Thread_Queue, Kernel_Thread);// 指针字段 void* stackPage; // 内核堆栈页指针 struct User_Context* userContext; // 用户进程上下文 struct Kernel_Thread* owner; // 父进程指针 进程控制块Kernel_Thread(2/2) int refCount; // 引用计数 bool alive; // 是否活跃 struct Thread_Queue joinQueue; // 加入队列 int exitCode; // 返回代码 int pid; // 进程ID DEFINE_LINK(All_Thread_List, Kernel_Thread); // 全局进程链表指针 #define MAX_TLOCAL_KEYS 128 const void* tlocalData[MAX_TLOCAL_KEYS]; // 本地信息 }; GeekOS进程分类 GeekOS中每个进程都是一个Kenerl_Thread对象 进程分类： 用户进程 ：运行于用户态的普通进程。此时 Kenerl_Thread结构中的userContext !=null。 系统进程：系统中一些进程完全运行于内核态。此时Kenerl_Thread结构中的userContext == null。 判断一个进程是内核进程还是用户态进程的方法 判断userContext字段是否为空 GeekOS中队列类型定义 Kthread.h定义两个队列类型： Thread_Queue和All_Thread_List 通过include/geekos/list.h中的如下三个宏定义队列。这里定义的队列是双向链表。 DEFINE_LIST(……) //队列定义 DEFINE_LINK(……) //结点指针域定义 IMPLEMENT_LIST(……)//定义施加在队列上的操作 Thread_Queue宏替换示例 s