x01.os.9: 進(jìn)程切換

2024-06-28 13:23:51

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供稿：網(wǎng)友

x01.os.9: 進(jìn)程切換

進(jìn)入內(nèi)核后，當(dāng)然不能無(wú)所事事。先創(chuàng)建三個(gè)進(jìn)程，分別打印 A，B，C。雖然只是簡(jiǎn)單的打印，但卻是一切擴(kuò)展的基礎(chǔ)，不可等閑視之。

進(jìn)程切換，涉及一系列的寄存器需要保護(hù)，于是，就有了 PRocessStack 結(jié)構(gòu)，代碼如下：

typedef struct {    u32        gs;    u32        fs;    u32        es;    u32        ds;    u32        edi;    u32        esi;    u32        ebp;    u32        KernelEsp;    u32        ebx;    u32        edx;    u32        ecx;    u32        eax;    u32        RetAddr;    u32        eip;    u32        cs;    u32        eflags;    u32        esp;    u32        ss;} ProcessStack;

稍加注意，會(huì)發(fā)現(xiàn)有個(gè) KernelEsp。它的作用，是防止進(jìn)程切換時(shí)，棧指針亂指。

進(jìn)程切換，當(dāng)然離不開(kāi)中斷。有意思的是，涉及中斷調(diào)用的任務(wù)狀態(tài)棧 TSS 同 ProcessStack 竟有異曲同工之妙。

進(jìn)程切換，還有一個(gè)關(guān)鍵，就是不能再用簡(jiǎn)單的 ret 來(lái)返回了。kernel.s 中的 save 代碼如下：

save:    pushad    push        ds    push        es    push        fs    push        gs    mov        dx, ss    mov        ds, dx    mov        es, dx    mov        esi, esp    inc            dWord [g_IntReenter]    cmp        dword [g_IntReenter], 0    jne            .1    mov        esp, StackTop    push        Restart    jmp            [esi + P_RetAddr - P_StackBase].1:    push        reenter    jmp            [esi + P_RetAddr - P_StackBase]Restart:    mov        esp, [g_pProcReady]    lldt            [esp + P_LdtSel]    lea            esi, [esp + P_StackTop]    mov        dword [g_Tss + TSS_ESP0], esireenter:    dec            dword [g_IntReenter]    pop        gs    pop        fs    pop        es    pop        ds    popad    add            esp, 4    iretd

其中的 jmp [esi + P_RetAddr - P_StackBase] ,就是跳到事先保存的返回地址。而這一返回地址，由 main.c 中的 KernelMain 設(shè)置。即 for 循環(huán)里的pProc->Regs.esp = (u32)pTaskStack; 這種多兵種作戰(zhàn)，需細(xì)心體會(huì)，方能領(lǐng)會(huì)之。

此關(guān)鍵點(diǎn)如能領(lǐng)會(huì)，進(jìn)程切換就不是難事。所謂進(jìn)程，不過(guò)在 ProcessStack 的基礎(chǔ)上，添加一些進(jìn)程 Id，name，優(yōu)先級(jí)而已。

進(jìn)入工程目錄，make 后，再 bochs，即可看到如下界面：