代码由孟宁老师提供
mypcb.h
/* * linux/mykernel/mypcb.h * * Kernel internal PCB types * * Copyright (C) 2013 Mengning * */#define MAX_TASK_NUM 4 //最大进程数#define KERNEL_STACK_SIZE 1024*8 //进程堆栈大小/* CPU-specific state of this task */struct Thread { unsigned long ip; //ip，存放下一条待执行指令的地址 unsigned long sp; //sp，堆栈指针};// 进程控制块PCB，PRocess Control Blocktypedef struct PCB{ int pid; //进程ID volatile long state; //进程状态, 取值: -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped char stack[KERNEL_STACK_SIZE]; //进程堆栈 /* CPU-specific state of this task */ struct Thread thread; //进程的IP和SP指针 unsigned long task_entry; //任务入口函数地址 struct PCB *next; //进程控制块指针，将所有的进程控制块连接起来}tPCB;// 待调度的函数，其地址赋给PCB中的task_entry字段void my_schedule(void);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"// 进程控制块数组，共4个进程tPCB task[MAX_TASK_NUM];// 指向当前正在执行的进程控制块tPCB * my_current_task = NULL;volatile int my_need_sched = 0;void my_process(void);// 系统启动后调用的第一个函数void __init my_start_kernel(void){ int pid = 0; int i; /** * 0号进程初始化 */ task[pid].pid = pid; task[pid].state = 0; //将0号线程置为运行状态 // 将任务入口地址置为my_process函数 task[pid].task_entry = (unsigned long)my_process; // 将eip置为my_process函数 task[pid].thread.ip = (unsigned long)my_process; // 堆栈指针指向当前堆栈的栈底 task[pid].thread.sp = (unsigned long)&task[pid].stack[KERNEL_STACK_SIZE-1]; // 目前只有一个0号进程，next指向自己 task[pid].next = &task[pid]; /** * 初始化其他3个进程(1号、2号、3号进程) */ for(i=1;i<MAX_TASK_NUM;i++) { // 先将已经初始化好的0号进程控制块拷贝过来, 再基于此进行修改 memcpy(&task[i],&task[0],sizeof(tPCB)); // 1号、2号、3号进程的PID分别为1、2、3 task[i].pid = i; // 进程状态置为未运行（待运行） task[i].state = -1; // 堆栈指针指向自己进程堆栈的栈底 task[i].thread.sp = (unsigned long)&task[i].stack[KERNEL_STACK_SIZE-1]; // 链表尾部插入节点，形成循环链表: 0->1->2->3->0 task[i].next = task[i-1].next; task[i-1].next = &task[i]; } /** * 启动0号进程 */ pid = 0; my_current_task = &task[pid]; // 下面是内嵌汇编代码，是本程序的核心, 目的是将%ebp, %esp, %eip都附上值 // 1. asm和__asm__是等价的，asm是别名，为了书写方便; // 2. volatile和__volatile__是等价的，volatile是别名；volatile用于指示编译器不要优化代码，后面的指令保持原样; asm volatile( // 3. %0~%2分别对应下面冒号后面的输出部分和输入部分； // 4. %%esp有两个%, 前面一个%用于转义; /n/t也是转义字符； // 5. %esp指向栈底，即指向&task[pid].stack[KERNEL_STACK_SIZE-1] "movl %1,%%esp/n/t" /* set task[pid].thread.sp to esp */ // 6. 将%esp压栈，等同于: pushl %esp "pushl %1/n/t" /* push ebp */ // 7. 将my_process函数入口地址入栈 "pushl %0/n/t" /* push task[pid].thread.ip */ // 8. ret = popl %eip，即%eip指向my_process函数入口地址 "ret/n/t" /* pop task[pid].thread.ip to eip */ // 9. %ebp指向&task[pid].stack[KERNEL_STACK_SIZE-1] "popl %%ebp/n/t" // 10. 输出部分：为空 : // 11. 输入部分：分别对应%0和%1 // 12. 这里的前置修饰符, "c"表示寄存器%ecx, "d"表示寄存器%edx； : "c" (task[pid].thread.ip),"d" (task[pid].thread.sp) /* input c or d mean %ecx/%edx*/ );}/** * 进程执行的第一个函数 */void my_process(void){ int i = 0; while(1) { i++; // 每10000000次，触发一次操作 if(i%10000000 == 0) { printk(KERN_NOTICE "this is process %d -/n",my_current_task->pid); // 这里需要等时钟中断程序将my_need_sched的值改为1, 才能触发一次my_schedule函数 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(time_count%1000 == 0 && my_need_sched != 1) { printk(KERN_NOTICE ">>>my_timer_handler here<<</n"); // 该变量置为1，my_process函数中就可以调用my_schedule函数了 my_need_sched = 1; } time_count ++ ; return; }/** * 定时调度函数, 调度间隔在my_timer_handler函数中指定 */void my_schedule(void){ tPCB * next; tPCB * prev; // my_current_task在初始时指向0号进程的进程控制块, 肯定不为空 // my_current_task的next也不会为NULL，因为是循环链表，即使只有一个0号进程控制块，也是自己指向自己的 if(my_current_task == NULL || my_current_task->next == NULL) { return; } printk(KERN_NOTICE ">>>my_schedule<<</n"); // 进程切换 /* schedule */ next = my_current_task->next; prev = my_current_task; // next节点的状态初始值为-1 if(next->state == 0)/* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */ { // next进程第二次(及之后所有次)执行时走该分支, 这里的注释假设系统第二次从0号进程切换到1号进程 /* 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 */ // 这里与第一次调度该进程相比少了一行"movl %2,%%ebp/n/t" // 注：这里的%1f指的是标号1出的地址，因为1处已经到了新的进程，所以此时标号1的地址指的是新进程的地址， 最后pop的也是在新进程的堆栈中pop的，与开头的push无关。 "movl $1f,%1/n/t" /* save eip */ "pushl %3/n/t" "ret/n/t" /* restore eip */ // 这里的"1"是标号，一般共指令跳转使用，本汇编程序未使用 "1:/t" /* next process start here */ // 将第一次调用1号进程时压入的%ebp弹出堆栈 "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进程第一次执行时走该分支, 这里的注释假设系统第一次从0号进程切换到1号进程 // 设置1号进程状态为运行中 next->state = 0; // 当前指针指向1号进程 my_current_task = next; printk(KERN_NOTICE ">>>switch %d to %d<<</n",prev->pid,next->pid); // 将%ebp, %esp, %eip的值修改为1号进程的对应值, 即启动2号进程的执行 asm volatile( // 1. %ebp入0号进程的堆栈 "pushl %%ebp/n/t" /* save ebp */ // 2. %esp保存到0号进程的控制块中 "movl %%esp,%0/n/t" /* save esp */ // 3. %esp指向1号进程的栈底 "movl %2,%%esp/n/t" /* restore esp */ // 4. %ebp也指向1号进程的栈底 "movl %2,%%ebp/n/t" /* restore ebp */ // 5. %eip保存到0号进程的控制块中 // 注：这里的%1f和中断没有关系，是进程上下文切换的特殊地址 "movl $1f,%1/n/t" /* save eip */ // 6. 将1号进程的入口函数地址(和0号进程相同)压入1号进程的栈 "pushl %3/n/t" // 7. ret = popl %eip, 即：将%eip指向1号进程的入口函数，并开始执行 "ret/n/t" /* restore eip */ // 8. 输出部分，"m"表示内存变量，"="表示操作数在指令中是只写的 : "=m" (prev->thread.sp),"=m" (prev->thread.ip) // 9. 输入部分，"m"表示内存变量 : "m" (next->thread.sp),"m" (next->thread.ip) ); } return;}理解与总结： 保存当前函数的esp，eip值，然后将新函数的esp与eip值赋给对应寄存器，这样就启动了一个新的进程，然后每隔一段时间就重复一下上述操作，就可以实现多进程
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