Linux内核分析第二周总结
计算机是如何工作的？
计算机的“三大法宝”：
- 存储程序计算机
- 函数调用堆栈
- 中断机制
堆栈是计算机运行高级语言的基础
函数调用堆栈：
32位X86通过函数调用堆栈来传递参数
使用eax保存返回地址
堆栈寄存器和堆栈操作：
ebp仅记录当前函数的调用基址
堆栈相关寄存器：
其他关键寄存器：
函数调用堆栈的工作机制：
call指令：将eip中下一条指令的地址保存在栈顶
函数调用时堆栈的变化：
生成反汇编文件：
- gcc -g
- objbump –S
Mykernel实验模拟计算机硬件平台：
- 中断机制为多道程序设计打下基础
- 当一个中断信号发生的时候，CPU把当前的eip，esp，ebp都压到内核堆栈中
- CPU和内核代码共同实现了保存现场和恢复现场
- Mykernel实验模拟计算机硬件平台模拟了时钟中断
实验：
分析：
1.mypcb.h
- 14行:定义thread用于存储eip和esp
- 20、21、22行:定义pid就是进程的ID；进程状态；内核堆栈（进程管理相关的数据结构）
- 25行:程序入口
- 26行:用链表连接起来
- 29行:调度器
2.mymain.c
- 20行:设定是需要调度的标准
- 30、31、32行:初始化0号进程的数据结构；状态是正在运行；入口是myprocess
- 33行:堆栈的栈顶
- 35行:创建更多的进程。
- 42行:指向下一个进程。
- 46行:启动0号进程。
- 48行-56行：汇编代码，内核初始化工作
- 52行:ret之后0号进程正式启动。
3.myinterrupt.c
- 22-25行:my_timer_handler 函数会被内核周期性的调用，每调用1000次，就去将全局变量my_need_sched的值修改为1，通知正在执行的进程执行调度程序my_schedule
- 57-71行:两个正在运行的进程之间进行上下文切换
- 58行:把当前进行的ebp保存起来
- 59行:把当前进程的esp赋给%0（指的是thread.sp）
- 60行:把%2（指下一个进程的sp）放入esp中
- 61行:$1f是接下来的标号1：的位置，把eip保存
- 62行:把下一个进程eip压栈
- 63行:下一个进程开始执行
- 66、67行:将该进程置为执行状态，作为当前进程
- 71-79行：内嵌汇编
总结：
进程是动态执行的实体，内核是进程的管理者。进程不但包括程序的指令和数据，而且包括程序计数器和CPU的所有寄存器以及存储临时数据的进程堆栈。所以，正在执行的进程包括处理器当前的一切活动。
进程既可以在用户态下运行，也能在内核下运行，只是内核提供了一些用户态没有的核心服务，因此进程在访问这些服务时会产生中断，必须进行用户态与内核态的切换。
掌握了函数调用堆栈、进程上下文切换方法。
