基于mykernel2.0编写一个操作系统内核

如下操作后

 

wget https://raw.github.com/mengning/mykernel/master/mykernel-2.0_for_linux-5.4.34.patch
sudo apt install axel
axel -n 20 https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.4.34.tar.xz
xz -d linux-5.4.34.tar.xz
tar -xvf linux-5.4.34.tar
cd linux-5.4.34
patch -p1 < ../mykernel-2.0_for_linux-5.4.34.patch
sudo apt install build-essential libncurses-dev bison flex libssl-dev libelf-dev
make defconfig 
make -j
sudo apt install qemu-system-x86_64

qemu-system-x86_64 -kernel arch/x86/boot/bzImage

qemu启动内核，一个简单的my_start_kernel在执行，同时my_timer_handler时钟中断处理程序周期性执行

如下图

 

在github上下载mypcb.h，myinterrupt.c以及mymain.c三个文件后，可以让该系统拥有进程调度功能

mypcb.h是是数据结构的定义，里面包含了一个进程所需要用到的的资源和控制信息，主要字段为进程id、进程状态、函数调用栈、代码入口以及thread结构体(ip、sp)以及用于指示链表的next字段

 

 myinterrupt.c 的主要代码就是my_schedule函数，该函数也是是实现进程调度及上下文切换的核心。

也就是下面这段代码

        printk(KERN_NOTICE ">>>switch %d to %d<<<\n",prev->pid,next->pid);  
        /* switch to next process */
        asm volatile(    
            "pushq %%rbp\n\t"         /* save rbp of prev */
            "movq %%rsp,%0\n\t"     /* save rsp of prev */
            "movq %2,%%rsp\n\t"     /* restore  rsp of next */
            "movq $1f,%1\n\t"       /* save rip of prev */    
            "pushq %3\n\t" 
            "ret\n\t"                 /* restore  rip of next */
            "1:\t"                  /* next process start here */
            "popq %%rbp\n\t"
            : "=m" (prev->thread.sp),"=m" (prev->thread.ip)
            : "m" (next->thread.sp),"m" (next->thread.ip)
        ); 

简单描述就是：

1. 保存当前运行进程的的bp值

2. 保存当前运行进程的sp值

3. 更新寄存器sp为需要切换进程的sp值

4. 保存当前运行进程的ip值

5. 更新寄存器ip为需要切换进程的ip值

 

 

最后就是mymain.c文件，可以看到my_process函数在一个循环里不停的调用my_schedule函数

当检测到my_need_sched=1时，就会进行进程切换，可以看到4个PCB进程在循环执行

而中断处理定期改变my_need_sched的值为1，进程切换时再改变为0

 

 

最终运行结果：