[自制操作系统] 第15回 实现内核线程
目录
一、前景回顾
二、线程的实现
三、线程的切换
四、运行测试
上一回我们实现了内存管理系统，说实话代码还是比较多，看起来还是比较头疼的，不过为了知识这都是小事。这一节终于可以来实现我们的线程了，以前学操作系统的时候，听到的最多的就是什么线程，进程等，这一回我们来自己动手实现一下，加深对线程的理解。
我相信能认真去看这篇博客的同学，不会是零基础。所以我也就不再深入地去讲解进程和线程的区别。这里我引入书中的话：
线程是什么？具有能动性、执行力、独立的代码块。
进程是什么？进程=线程+资源。
先贴上代码，在project/kernel目录下新建list.c、list.h以及thread.c和thread.h文件。
1 #include "list.h"
2 #include "interrupt.h"
3 #include "print.h"
4
5 void list_init(struct list*list)
6 {
7 list->head.prev = NULL;
8 list->head.next = &list->tail;
9 list->tail.prev = &list->head;
10 list->tail.next = NULL;
11 }
12
13 /*将链表元素elem插入到元素before之前*/
14 void list_insert_before(struct list_elem *before, struct list_elem *elem)
15 {
16 enum intr_status old_state = intr_disable();
17 before->prev->next = elem;
18 elem->prev = before->prev;
19
20 elem->next = before;
21 before->prev = elem;
22 intr_set_status(old_state);
23 }
24
25 /*添加元素到列表队首，类似栈push操作*/
26 void list_push(struct list *plist, struct list_elem *elem)
27 {
28 list_insert_before(plist->head.next, elem);//在队头插入elem
29 }
30
31 /*追加元素到链表队尾，类似队列的先进先出*/
32 void list_append(struct list *plist, struct list_elem *elem)
33 {
34 list_insert_before(&plist->tail, elem);
35 }
36
37 /*使元素pelem脱离链表*/
38 void list_remove(struct list_elem *elem)
39 {
40 enum intr_status old_state = intr_disable();
41 elem->prev->next = elem->next;
42 elem->next->prev = elem->prev;
43 intr_set_status(old_state);
44 }
45
46
47 /*将链表第一个元素弹出并返回，类似栈的pop操作*/
48 struct list_elem *list_pop(struct list *plist)
49 {
50 struct list_elem *elem = plist->head.next;
51 list_remove(elem);
52 return elem;
53 }
54
55 /*从链表中查找元素obj_elem，成功返回true，失败返回false*/
56 bool elem_find(struct list *plist, struct list_elem *obj_elem)
57 {
58 struct list_elem *elem = plist->head.next;
59 while (elem != &plist->tail) {
60 if (elem == obj_elem) {
61 return true;
62 }
63 elem = elem->next;
64 }
65 return false;
66 }
67
68 /*返回链表长度*/
69 uint32_t list_len(struct list *plist)
70 {
71 struct list_elem *elem = plist->head.next;
72 uint32_t length = 0;
73 while (elem != &plist->tail) {
74 length++;
75 elem = elem->next;
76 }
77 return length;
78 }
79
80 /*判断链表是否为空，空时返回true，否则返回false*/
81 bool list_empty(struct list *plist)
82 {
83 return (plist->head.next == &plist->tail ? true : false);
84 }
85
86
87 /*把列表plist中的每个元素elem和arg传给回调函数func*/
88 struct list_elem *list_traversal(struct list *plist, function func, int arg)
89 {
90 struct list_elem *elem = plist->head.next;
91 //如果队列为空，就必然没有符合条件的节点，直接返回NULL
92 if (list_empty(plist)) {
93 return NULL;
94 }
95
96 while (elem != &plist->tail) {
97 if (func(elem, arg)) {
98 return elem;
99 }
100 elem = elem->next;
101 }
102 return NULL;
103 }
1 #ifndef __LIB_KERNEL_LIST_H
2 #define __LIB_KERNEL_LIST_H
3 #include "stdint.h"
4
5 #define offset(struct_type, member) (int)(&((struct_type *)0)->member)
6 #define elem2entry(struct_type, struct_member_name, elem_ptr) \
7 (struct_type *)((int)elem_ptr - offset(struct_type, struct_member_name))
8
9 struct list_elem {
10 struct list_elem *prev; //前驱节点
11 struct list_elem *next; //后继节点
12 };
13
14 struct list {
15 struct list_elem head;
16 struct list_elem tail;
17 };
18
19 typedef bool function(struct list_elem *, int arg);
20
21 struct list_elem *list_traversal(struct list *plist, function func, int arg);
22 bool list_empty(struct list *plist);
23 uint32_t list_len(struct list *plist);
24 bool elem_find(struct list *plist, struct list_elem *obj_elem);
25 struct list_elem *list_pop(struct list *plist) ;
26 void list_remove(struct list_elem *elem);
27 void list_append(struct list *plist, struct list_elem *elem);
28 void list_push(struct list *plist, struct list_elem *elem);
29 void list_insert_before(struct list_elem *before, struct list_elem *elem);
30 void list_init(struct list*list);
31
32 #endif
#include "thread.h"
#include "string.h"
#include "memory.h"
#include "list.h"
#include "interrupt.h"
#include "debug.h"
#include "print.h"
#include "stddef.h"
struct task_struct *main_thread; //主线程PCB
struct list thread_ready_list; //就绪队列
struct list thread_all_list; //所有任务队列
static struct list_elem *thread_tag; //用于保存队列中的线程节点
extern void switch_to(struct task_struct* cur, struct task_struct* next);
/*获取当前线程PCB指针*/
struct task_struct *running_thread(void)
{
uint32_t esp;
asm volatile ("mov %%esp, %0" : "=g" (esp));
/*取esp整数部分，即PCB起始地址*/
return (struct task_struct *)(esp & 0xfffff000);
}
/*由kernel_thread去执行function(func_arg)*/
static void kernel_thread(thread_func *function, void *func_arg)
{
/*执行function前要开中断，避免后面的时钟中断被屏蔽，而无法调度其他线程*/
intr_enable();
function(func_arg);
}
/*初始化线程PCB*/
void init_thread(struct task_struct *pthread, char *name, int prio)
{
memset(pthread, 0, sizeof(*pthread));
strcpy(pthread->name, name);
/*由于main函数也封装成了一个线程，并且他是一直在运行的，所以将其直接设置为TASK_RUNNING*/
if (pthread == main_thread) {
pthread->status = TASK_RUNNING;
} else {
pthread->status = TASK_READY;
}
//pthread->status = TASK_RUNNING;
pthread->priority = prio;
pthread->ticks = prio;
pthread->elapsed_ticks = 0;
pthread->pgdir = NULL;
pthread->self_kstack = (uint32_t *)((uint32_t)pthread + PG_SIZE);
pthread->stack_magic = 0x19870916;
}
void thread_create(struct task_struct *pthread, thread_func function, void *func_arg)
{
pthread->self_kstack -= sizeof(struct intr_stack);
pthread->self_kstack -= sizeof(struct thread_stack);
//初始化线程栈
struct thread_stack *kthread_stack = (struct thread_stack *)pthread->self_kstack;
kthread_stack->eip = kernel_thread;
kthread_stack->function = function;
kthread_stack->func_arg = func_arg;
kthread_stack->ebp = kthread_stack->ebx = kthread_stack->edi = kthread_stack->esi = 0;
}
/*创建一个优先级为prio的线程，线程名字为name，线程所执行的函数为function(func_arg)*/
struct task_struct *thread_start(char *name, int prio, thread_func function, void *func_arg)
{
/*创建线程的pcb，大小为4kb*/
struct task_struct *thread = get_kernel_pages(1);
init_thread(thread, name, prio);
thread_create(thread, function, func_arg);
/*确保之前不在队列中*/
ASSERT(!elem_find(&thread_ready_list, &thread->general_tag));
/*加入就绪线程队列*/
list_append(&thread_ready_list, &thread->general_tag);
/*确保之前不在队列*/
ASSERT(!elem_find(&thread_all_list, &thread->all_list_tag));
/*加入全部线程队列*/
list_append(&thread_all_list, &thread->all_list_tag);
return thread;
}
static void make_main_thread(void)
{
main_thread = running_thread();
init_thread(main_thread, "main", 31);
/*main函数是当前线程，当前线程不在thread_ready_list,所以只能将其加在thread_all_list*/
ASSERT(!elem_find(&thread_all_list, &main_thread->all_list_tag));
list_append(&thread_all_list, &main_thread->all_list_tag);
}
/*实现任务调度*/
void schedule(void)
{
//put_str("schedule\n");
ASSERT(intr_get_status() == INTR_OFF);
struct task_struct *cur = running_thread();
if (cur->status == TASK_RUNNING) {
ASSERT(!elem_find(&thread_ready_list, &cur->general_tag));
list_append(&thread_ready_list, &cur->general_tag);
cur->ticks = cur->priority;
cur->status = TASK_READY;
} else {
/*阻塞等其他情况*/
}
ASSERT(!list_empty(&thread_ready_list));
thread_tag = NULL;
thread_tag = list_pop(&thread_ready_list);
struct task_struct *next = elem2entry(struct task_struct, general_tag, thread_tag);
next->status = TASK_RUNNING;
switch_to(cur, next);
}
/*初始化线程环境*/
void thread_init(void)
{
put_str("thread_init start\n");
list_init(&thread_ready_list);
list_init(&thread_all_list);
/*将当前main函数创建为线程*/
make_main_thread();
put_str("thread_init done\n");
}
#ifndef __KERNEL_THREAD_H
#define __KERNEL_THREAD_H
#include "stdint.h"
#include "list.h"
#include "memory.h"
/*自定义通用函数类型，它将在很多线程函数中作为形参类型*/
typedef void thread_func (void *);
#define PG_SIZE 4096
/*进程或线程的状态*/
enum task_status {
TASK_RUNNING,
TASK_READY,
TASK_BLOCKED,
TASK_WAITING,
TASK_HANGING,
TASK_DIED
};
/****************中断栈intr_stack****************/
struct intr_stack {
uint32_t vec_no;
uint32_t edi;
uint32_t esi;
uint32_t ebp;
uint32_t esp_dummy;
uint32_t ebx;
uint32_t edx;
uint32_t ecx;
uint32_t eax;
uint32_t gs;
uint32_t fs;
uint32_t es;
uint32_t ds;
/*以下由cpu从低特权级进入高特权级时压入*/
uint32_t err_code;
void (*eip)(void);
uint32_t cs;
uint32_t eflags;
void *esp;
uint32_t ss;
};
/***************线程栈thread_stack**********/
struct thread_stack
{
uint32_t ebp;
uint32_t ebx;
uint32_t edi;
uint32_t esi;
void (*eip) (thread_func *func, void *func_arg);
void (*unused_retaddr);
thread_func *function;
void *func_arg;
};
/************进程或者线程的pcb,程序控制块**********/
struct task_struct
{
uint32_t *self_kstack; //每个内核线程自己的内核栈
enum task_status status;
uint8_t priority;
char name[16];
uint8_t ticks; //每次在处理器上执行的时间滴答数
/*此任务自从上CPU运行至今占用了多少滴答数，也就是这个任务执行了多久时间*/
uint32_t elapsed_ticks;
/*general_tag的作用是用于线程在一般的队列中的节点*/
struct list_elem general_tag;
/*all_list_tag的作用是用于线程thread_all_list的节点*/
struct list_elem all_list_tag;
uint32_t *pgdir;//进程自己页表的虚拟地址
uint32_t stack_magic;
};
void schedule(void);
struct task_struct *running_thread(void);
static void kernel_thread(thread_func *function, void *func_arg);
void init_thread(struct task_struct *pthread, char *name, int prio);
void thread_create(struct task_struct *pthread, thread_func function, void *func_arg);
struct task_struct *thread_start(char *name, int prio, thread_func function, void *func_arg);
static void make_main_thread(void);
void thread_init(void);
#endif
不过我并不建议现在就去看代码，我当时看这一章看得云里雾里，后面捋了好久，现在希望你能跟着我的思路从宏观上了解线程的创建，再回去掐细节就很好理解了。
首先，我们先定义PCB结构，PCB结构由中断栈、线程栈和task_struct组成：
1 /****************中断栈intr_stack****************/
2 struct intr_stack {
3 uint32_t vec_no;
4 uint32_t edi;
5 uint32_t esi;
6 uint32_t ebp;
7 uint32_t esp_dummy;
8 uint32_t ebx;
9 uint32_t edx;
10 uint32_t ecx;
11 uint32_t eax;
12 uint32_t gs;
13 uint32_t fs;
14 uint32_t es;
15 uint32_t ds;
16
17 /*以下由cpu从低特权级进入高特权级时压入*/
18 uint32_t err_code;
19 void (*eip)(void);
20 uint32_t cs;
21 uint32_t eflags;
22 void *esp;
23 uint32_t ss;
24 };
25
26 /***************线程栈thread_stack**********/
27 struct thread_stack
28 {
29 uint32_t ebp;
30 uint32_t ebx;
31 uint32_t edi;
32 uint32_t esi;
33
34 void (*eip) (thread_func *func, void *func_arg);
35 void (*unused_retaddr);
36 thread_func *function;
37 void *func_arg;
38 };
39
40 /************进程或者线程的pcb,程序控制块**********/
41 struct task_struct
42 {
43 uint32_t *self_kstack; //每个内核线程自己的内核栈
44 enum task_status status; //线程或进程状态
45 uint8_t priority; //线程或进程状态
46
47 char name[16]; //线程或进程名称
48 uint8_t ticks; //每次在处理器上执行的时间滴答数
49
50 /*此任务自从上CPU运行至今占用了多少滴答数，也就是这个任务执行了多久时间*/
51 uint32_t elapsed_ticks;
52
53 /*general_tag的作用是用于线程在一般的队列中的节点*/
54 struct list_elem general_tag;
55
56 /*all_list_tag的作用是用于线程thread_all_list的节点*/
57 struct list_elem all_list_tag;
58
59 uint32_t *pgdir; //进程自己页表的虚拟地址
60
61 uint32_t stack_magic; //魔数 边缘检测使用
62 };
有了PCB，那么如何实现线程呢？在Linux中提供创建线程的函数为：
int pthread_create(pthread_t *id , pthread_attr_t *attr, void(*fun)(void*), void *arg);
其中fun就是线程将要执行的函数，arg就是要往函数里面传递的参数。
照猫画虎，我们也实现一个类似的函数，就叫做:
struct task_struct *thread_start(char *name, int prio, thread_func function, void *func_arg);
其中name表示线程名字，prio表示线程优先级，function表示线程将要执行的函数，func_arg表示传递给函数的参数。
在这个函数中我们对线程PCB噼里啪啦进行初始化等一系列操作之后，最后在内存中出现了这么一块东西：
PCB在内存中的结构如上图所示，从上往下，首先是intr_stack，中断栈，它的作用是什么呢？假设我们的线程被调度在CPU上运行，突然来了一个中断，这时CPU肯定不能马上转头去处理中断，需要先把线程当前的运行环境给保存下来，然后才去处理中断。保存在哪里呢？就保存在这个中断栈中，关于这部分后面章节还会详细讲到，这里先不管；随后是thread_stack，又叫线程栈，它的作用就是保存线程需要运行的函数以及传递给该函数的参数，可以看到eip指向的函数：kernel_thread(thread_func *, void *)就是我们最终线程需要去执行的函数。至于其他的几个参数，待会儿再说；最后是task_struct，它呢就是保存了线程的一些基本信息，比如线程名称、优先级、状态等等。
线程是怎么切换的呢？或者换句话说，线程是怎么被调度上CPU，又怎么被调度下CPU的呢？这里就不卖关子了，还记得我们在线程的初始化中，有一个ticks的变量么？这个ticks变量在初始化时就被赋了一定的值。另一边，在我们的系统中开启了一个定时器中断，这个中断每隔一段时间就会进入中断处理函数，在中断处理函数中将当前线程的ticks减1，当ticks被减为0后就调用schedule函数将当前线程调下，将下一个就绪线程调度上CPU，否则便从中断处理函数返回继续执行当前线程的程序。
现在线程的切换我们也讲完了，不过我想你可能还是迷迷糊糊，心想就这？我还是不懂嘛。
不急，我们还是带入具体情况来一步一步分析。现在我们来假想这么一种情况，假如我们的线程A的ticks已经减为0，那么意味着线程A要被换下，而下一个线程B要被换上，让我们来看一下线程A是如何切换到线程B的。先来看看schedule()这个函数，schedule()定义在thread.c文件中，这个函数就是调度函数。
/*实现任务调度*/
void schedule(void)
{
//put_str("schedule\n");
ASSERT(intr_get_status() == INTR_OFF);
struct task_struct *cur = running_thread();
if (cur->status == TASK_RUNNING) {
ASSERT(!elem_find(&thread_ready_list, &cur->general_tag));
list_append(&thread_ready_list, &cur->general_tag);
cur->ticks = cur->priority;
cur->status = TASK_READY;
} else {
/*阻塞等其他情况*/
}
ASSERT(!list_empty(&thread_ready_list));
thread_tag = NULL;
thread_tag = list_pop(&thread_ready_list);
struct task_struct *next = elem2entry(struct task_struct, general_tag, thread_tag);
next->status = TASK_RUNNING;
switch_to(cur, next);
}
首先修改当前要被换下的线程A的信息，将运行状态改为TASK_READY，重新赋值ticks，然后添加到就绪队列中去，供调度器下一次调度。随后利用list_pop函数，将下一个准备就绪的线程B从就绪队列中弹出，利用elem2entry函数得到线程B的PCB所在的地址，随后修改线程B的运行状态为TASK_RUNNING。此时线程B已经准备好了所有，就准备通过switch_to函数调度上CPU了。在project/kernel目录下新建名为switch.S的文件，在其中实现switch_to函数。
[bits 32]
section .text
global switch_to
switch_to:
push esi ;这里是根据ABI原则保护四个寄存器 放到栈里面
push edi
push ebx
push ebp
mov eax, [esp+20] ;esp+20的位置是cur cur的pcb赋值给eax
mov [eax], esp ;[eax]为pcb的内核栈指针变量 把当前环境的esp值记录下来
mov eax, [esp+24]
mov esp, [eax] ;把要切换的线程的pcb 内核栈esp取出来
pop ebp
pop ebx
pop edi
pop esi
ret ;这里的返回地址为 kernel_thread的地址
关于这里为什么要连续通过四个push操作将esi、edi、ebx和ebp,以及后面新线程又要弹出这四个寄存器值，这是因为ABI的规定，这里不详细展开，想了解的话可以参考原书《操作系统真象还原》P411页。总之现在通过四个push操作后，此时线程A栈里的情况是这样：
随后通过mov eax, [esp + 20]，将cur所指向的地址保存在eax寄存器中，也就是将当前线程A的PCB地址赋给了eax寄存器。又通过mov [eax], esp指令，将当前线程A的esp存放于线程A的self_kstack中。随后通过
mov eax, [esp+24]
mov esp, [eax]
这两行命令将线程B的esp指针加载到esp寄存器中。这样就完成了栈的切换。此时，请注意，由于栈已经发生变化了，现在是线程B的栈了，还记得前面说线程初始化后的那张内存分布图么，在这里：
对于初始化好的线程B，它的PCB内存分布图就如上图所示。此时线程B的栈的情况：
接着看switch_to函数中的代码，我们还有下面一部分没有执行完。需要注意的是，栈已经发生变化了，所以接下来的pop操作都是针对线程B的栈，这里切忌不要搞错。所以我们可以看到，四个pop操作将ebp，ebx，edi和esi弹出到对应的寄存器中。随后调用ret指令，该指令的作用是将栈顶处的数据*eip弹到eip寄存器中并且使esp+4，也就是说cpu接下来将从eip寄存器所指向的地址开始执行，而我们事先已将线程的执行函数kernel_thread保存在*eip处。该函数实现如下：
/*由kernel_thread去执行function(func_arg)*/
static void kernel_thread(thread_func *function, void *func_arg)
{
/*执行function前要开中断，避免后面的时钟中断被屏蔽，而无法调度其他线程*/
intr_enable();
function(func_arg);
}
此时相当于是调用*eip所指向的函数，对于这个函数而言，栈中的情况如上右图所示。这时我们事先设置的unused_retaddr就起到作用了，对于被调函数而言，*unused_retaddr就相当于是返回地址，只不过我们的函数永远不会从这里返回。所以被调函数会从esp+4开始取值作为函数的输入参数。至此我们便完成了线程的切换过程。
我们又来分析一下，线程在运行时，如果时间片用光了，要被从CPU上调度下去的过程：
我们知道定时器在每次中断中，都会将当前线程的ticks减1，并且检测ticks是否为0，如果为0就调用schedule函数，也就是调度函数，也就回到了上面我们讲解schedule的地方了。关于内核线程在执行过程中，遇到中断后发生的压栈情况，读者可以参看第12回 实现中断代码。在这一回我详细地讲解了中断的压栈和出栈过程。
所以，对于这部分代码，我建议读者先从调度函数schedule出发，理清楚思路后，就很好理解整个线程的实现以及调度了。需要说明的是，为什么叫内核线程呢？其实线程不应该有什么内核，用户之分的。确切地说应该是线程所处的运行态，就拿从本系列开始到本回合为止的代码来说，我们一直都是处于内核态的，也就是最高特权级0级下的，所以我们可以随意访问任意地址的内存。我想会有读者好奇我们现在实现的PCB中，有一块中断栈始终没有讲到，它其实就是给我们后面实现的用户态的线程所使用的。我们用户态下的线程如果需要被调度下CPU，首先需要通过定时器中断进入中断函数，完成3特权级到0特权级的转变。一旦发生中断，处理器会将线程的相关运行环境保存在0特权级下的栈中，这个0特权级的栈就是我们前面所构建的这个中断栈，因为不同特权级下所用的栈是不同的。所以它的作用在此，这里就不展开讲，等我们到后面的章节再细说。
将thread_init()加入到init.c中，修改main.c，在main.c中创建多个线程。除此之外还要修改makefile,time.c下的定时器中断函数。
#include "init.h"
#include "print.h"
#include "interrupt.h"
#include "timer.h"
#include "memory.h"
#include "thread.h"
#include "list.h"
void init_all(void)
{
put_str("init_all\n");
idt_init();
timer_init();
mem_init();
thread_init();
}
#include "print.h"
#include "init.h"
#include "memory.h"
#include "thread.h"
#include "list.h"
#include "interrupt.h"
void k_thread_a(void *arg);
void k_thread_b(void *arg);
int main(void)
{
put_str("HELLO KERNEL\n");
init_all();
thread_start("k_thread_a", 31, k_thread_a, "A ");
thread_start("k_thread_b", 8, k_thread_b, "B ");
intr_enable();
while(1) {
put_str("Main: ");
}
}
/*在线程中运行的函数k_thread_a*/
void k_thread_a(void *arg)
{
char *para = arg;
while (1) {
put_str(para);
}
}
/*在线程中运行的函数k_thread_b*/
void k_thread_b(void *arg)
{
char *para = arg;
while (1) {
put_str(para);
}
}
#include "timer.h"
#include "io.h"
#include "print.h"
#include "interrupt.h"
#include "thread.h"
#include "debug.h"
#define IRQ0_FREQUENCY 100
#define INPUT_FREQUENCY 1193180
#define COUNTER0_VALUE INPUT_FREQUENCY / IRQ0_FREQUENCY
#define COUNTER0_PORT 0x40
#define COUNTER0_NO 0
#define COUNTER_MODE 2
#define READ_WRITE_LATCH 3
#define PIT_COUNTROL_PORT 0x43
uint32_t ticks; //ticks是内核自中断开启以来总共的滴答数
/*时钟的中断处理函数*/
static void intr_timer_handler(void)
{
struct task_struct *cur_thread = (struct task_struct *)running_thread();
ASSERT(cur_thread->stack_magic == 0x19870916); //检查栈是否溢出
cur_thread->elapsed_ticks++;
ticks++;
if (cur_thread->ticks == 0) {
schedule();
} else {
cur_thread->ticks--;
}
}
static void frequency_set(uint8_t counter_port ,uint8_t counter_no,uint8_t rwl,uint8_t counter_mode,uint16_t counter_value)
{
outb(PIT_COUNTROL_PORT, (uint8_t) (counter_no << 6 | rwl << 4 | counter_mode << 1));
outb(counter_port, (uint8_t)counter_value);
outb(counter_port, (uint8_t)counter_value >> 8);
}
void timer_init(void)
{
put_str("timer_init start!\n");
frequency_set(COUNTER0_PORT, COUNTER0_NO, READ_WRITE_LATCH, COUNTER_MODE, COUNTER0_VALUE);
register_handler(0x20, intr_timer_handler);
put_str("timer_init done!\n");
}
1 BUILD_DIR = ./build
2 PATH1 = project/kernel
3 PATH2 = project/lib/kernel
4 PATH3 = project/lib/user
5 PATH4 = project/userprog
6 PATH5 = project/lib
7 INCLUDE = -I $(PATH1) -I $(PATH2) -I $(PATH3) -I $(PATH4) -I $(PATH5)
8 SRC = $(wildcard $(PATH1)/*.c $(PATH2)/*.c $(PATH3)/*.c $(PATH4)/*.c $(PATH5)/*.c)
9 OBJ = $(patsubst %.c, $(BUILD_DIR)/%.o, $(notdir $(SRC))) $(BUILD_DIR)/print.o $(BUILD_DIR)/kernel.o $(BUILD_DIR)/switch.o
10
11 kernel.bin: $(OBJ)
12 ld -m elf_i386 -Ttext 0xc0001500 -e main -o ./kernel.bin ./build/main.o ./build/print.o ./build/interrupt.o \
13 ./build/kernel.o ./build/timer.o ./build/init.o ./build/debug.o ./build/string.o ./build/bitmap.o ./build/list.o \
14 ./build/memory.o ./build/switch.o ./build/thread.o
15
16 mbr.bin: mbr.S
17 nasm -I include/ mbr.S -o mbr.bin
18
19 loader.bin: loader.S
20 nasm -I include/ loader.S -o loader.bin
21
22 install: mbr.bin loader.bin
23 dd if=./mbr.bin of=./hd60M.img bs=512 count=1 conv=notrunc
24 dd if=./loader.bin of=./hd60M.img bs=512 count=4 seek=2 conv=notrunc
25 dd if=./kernel.bin of=./hd60M.img bs=512 count=200 seek=9 conv=notrunc
26 ./bin/bochs -f bochsrc.disk
27
28 #编译print.S
29 $(BUILD_DIR)/print.o : ./project/lib/kernel/print.S
30 nasm -f elf -o $(BUILD_DIR)/print.o ./project/lib/kernel/print.S
31
32 #编译kernel.S
33 $(BUILD_DIR)/kernel.o : ./project/kernel/kernel.S
34 nasm -f elf -o $(BUILD_DIR)/kernel.o ./project/kernel/kernel.S
35
36 #编译switch.S
37 $(BUILD_DIR)/switch.o : ./project/kernel/switch.S
38 nasm -f elf -o $(BUILD_DIR)/switch.o ./project/kernel/switch.S
39
40 #编译四个目录下的.c文件为对应的.o文件
41 $(BUILD_DIR)/%.o : $(PATH1)/%.c
42 gcc -m32 $(INCLUDE) -c -fno-builtin $< -o $@
43
44 $(BUILD_DIR)/%.o : $(PATH2)/%.c
45 gcc -m32 $(INCLUDE) -c -fno-builtin $< -o $@
46
47 $(BUILD_DIR)/%.o : $(PATH3)/%.c
48 gcc -m32 $(INCLUDE) -c -fno-builtin $< -o $@
49
50 $(BUILD_DIR)/%.o : $(PATH4)/%.c
51 gcc -m32 $(INCLUDE) -c -fno-builtin $< -o $@
52
53 $(BUILD_DIR)/%.o : $(PATH5)/%.c
54 gcc -m32 $(INCLUDE) -c -fno-stack-protector -fno-builtin $< -o $@
55
56 .PHONY:clean #防止 外面有clean文件 阻止执行clean
57 clean:
58 -rm -rf $(BUILD_DIR)/*.o
运行起来还算符合预期效果，可以看到argA打印的次数大概是argB的4倍，这跟我们所设置的时间片关系有关。不过可以看到字符打印的不连续性，这个留到下回再说。
本回到此结束，预知后事如何，请看下回分解。
