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分类： LINUX
2015-02-02 11:54:58
#include <linux/sched.h>#include <linux/kernel.h>#include <linux/sys.h>#include <linux/fdreg.h>#include <asm/system.h>#include <asm/io.h>#include <asm/segment.h>#include <signal.h>//读宏取信号nr在信号位图中对应位的二进制数值,信号编号1-32.比如信号5的位图就是1<<(5-1)，等于0010000b#define _S(nr) (1<<((nr)-1))//定义阻塞信号位图#define _BLOCKABLE(~(_S(SIGKILL) | _S(SIGSTOP)))//内核调试函数。显示任务号nr的进程号，进程状态，和内核堆栈空闲字节数void show_task(int nr , struct task_struct * p)
{
int i , j = 4096 - sizeof(struct task_struct) ; printk("%d: pid= %d , state=%d," , nr, p->pid , p->state) ; i = 0 ; while(i < j && !((char *)(p + 1))[i]) //检测指定任务数据结构以后等于0的字节数 i++ ; printk("%d(of%d) chars free in kernel stack \n\r" , i , j) ;
}//显示所有任务的任务号，进程号，进程状态和内核堆栈空闲字节数void show_stat(void){ int i ; for(i = 0 ; i < NR_TASKS ; i++) if(task[i]) show_task(i , task[i]) ;}///设置8253芯片初值#define LATCH(1193180/HZ)extern void mem_use(void) ;extern int timer_interrupt(void) ;extern int system_call(void) ;//每个任务在内核态运行时，都会有自己的内核态堆栈，这里定义了任务的内核态堆栈结构union task_union{ struct task_struct_task ; //因为一个任务的数据结构与其内核态堆栈结构在同一个内存页中 char stack[PAGE_SIZE] ; //所以从堆栈段寄存器ss可以获得其数据段选择符} ;static union task_union init_task = {INIT_TASK , } ;long volatile jiffies = 0 ; //volatile 表示要从内存取值，因为CPU会把经常使用的变量放在 //通用寄存器中，但是若其他的程序修改这些变量之后，寄存器中的值，可能 //并不发生变化，这就造成了脏数据。 使用volatile 表示每次取值，都会从内存取值long start_time = 0 ;struct task_struct * current = &(init_task.task) ; //当前任务指针，默认指向任务0struct task_struct * last_task_uesd_math = NULL ; //使用协处理器的任务指针struct task_struct * task[NR_TASKS] = {&(init_task.task) , } ; //定义任务指针数组long user_stack[PAGE_SIZE >> 2] ;struct { long * a ; short b ; } stack_start = {&user_stack[PAGE_SIZE >> 2] , 0x10} ; void math_state_restore(){ //如果任务没变，则返回 if(last_task_used_math == current) return ; _asm_("fwait") ; if(last_task_used_math)
{ _asm_("fnsave %0" :: "m"(last_task_used_math->tss.i387)) ;
} last_task_used_math = current ; if(current->uesd_math){ //已经使用过协处理器 _asm_("frstor %0"::"m"(current->tss.i387)) ; } else{ //第一次使用协处理器,需要初始化相关信息 _asm_("fninit"::) ; current->used_math = 1 ;//设置已经使用过协处理器 } }void schedule(void){ int i , next , c ; struct task_struct **p ;//任务结构指针的指针 for(p = &LAST_TASK ; p > &FIRST_TASK ; --p) if(*p){ //如果设置国任务的定时值alarm，并且已经过期(alarm //即向任务发送SIGRAM信号。然后清alarm。 该信号的默认操作是终止进程。 //jiffies是从系统开始启动算起的滴答数。 if((*p)->alarm && (*p)->alarm < jiffies) { (*p)->signal |= (1<<(SIGALRM - 1)) ; (*P)->alarm = 0 ; } //如果信号位图中除被阻塞的信号外还有其他的信号，并且任务处于可中断状态，则置任务为就绪状态。 if(((*p)->signal & ~(_BLOCKABLE&(*p)->blocked))&&(*p)->state == TASK_INTERRUPTIBLE) (*p)->state - TASK_RUNNING ; //置为就绪状态 } //这是调度程序的主要部分 while(1) { c = -1 ; next = 0 ; i = NR_TASKS ; p = &task[NR_TASKS] ; //这段代码也是从任务数组的最后一个任务开始循环处理，并跳过不含任务的数组槽 //比较每个就绪状态任务的counter（任务运行时间的递减滴答数），哪个值最大，运行时间还不长， //next就指向哪个任务号 while(--i){ if(!*--p) continue ; if((*p)->state == TASK_RUNNING && (*p)->counter > c) c = (*p)->counter, next = i ; } //如果比较得出有counter值不等于0的结果，或者系统中没有一个可以运行的程序，那么就跳出最上层的 //while循环，执行任务切换程序 if(c != 0 ) break ; //全部的任务的时间片都已经使用完毕，那么就需要重新设置时间片值，重新执行。 // counter值最大的先执行 for(p = &LAST_TASK ; p > &FIRST_TASK ;p++) if(*p) (*p)->counter = ((*p)->counter >> 1) + (*p)->priority ; } switch_to(next) ; //切换到任务号为next的任务，并运行之} /* 线程中断系统调用 */ int sys_pause(void) { current->state = TASK_INTERRUPTIBLE ; schedule() ; return 0 ; } //把任务变为不可中断的等待状态，并让睡眠队列的头指针指向当前的任务 //只有明确的唤醒，才会返回，该函数提供了进程与中断处理程序之间的同步机制 //函数参数P是等待任务队列的头指针，为了修改调用该函数程序中原来的指针变量的值， //就需要提供(*p)指针的指针。 void sleep_on(struct task_struct **p) //等待任务队列的头指针 { struct task_struct * tmp ; if(!p) return ; //如果进程0将要休眠，则死机 if(current == &(init_task.task)) panic("task[0] trying to sleep"); //让tmp指向已经在等待队列之上的任务，并且将等待队列头的等待指针指向当前任务 //这样就把当前任务插入到了*p的等待队列中。然后将当前任务变为不可中断的等待状态，并执行重新调度 tmp = *p ; *p = current ; current->state = TASK_UNINTERRUPTIBLE ; schedule() ; if(tmp) //若在其前还有等待任务，则将其变为就绪状态 tmp->state = 0 ; } //将当前的任务置为可中断的等待状态，并放入*p指定的等待队列中 void interruptible_sleep_on(struct task_struct ** p) { struct task_struct * tmp ; if(!p) return ; if(current == &(init_task.task)) panic("task[0] trying to sleep") ; tmp = *p ; *p = current ; repeat: current->state = TASK_INTERRUPTIBLE ; schedule() ;//执行调度程序，切换任务 //只有当这个等待程序被唤醒的时候，程序才会又回到这里执行，表示进程已被明确地唤醒并执行。 if(*p && *p!= current){ (**p).state = 0 ; goto repeat ; } *p = NULL ; if(tmp) tmp->state = 0 ; } /*唤醒等待的任务*/ void wake_up(struct task_struct **p) { if(p && *p) { (**p).state = 0 ;//置为就绪状态 *p = NULL ; } } //下列进程数组存放的是软驱马达启动到正常转数的进程指针，数组索引0-3对应软驱A-D static struct task_struct * wait_motor[4] = {NULL , NULL , NULL , NULL} ; //每个马达启动所需要的时间数 static int mon_timer[4] = {0 , 0 , 0 ,0} ; //记录每个马达停转之前维持的时间 static int moff_timer[4] = {0,0,0,0} ; unsigned char current_DOR = 0x0C ;//这里设置初值，允许DMA和中断请求。启动FDC //指定软驱启动到正常运转状态所需要的等待时间 int ticks_to_floppy_on(unsigned int nr) { extern unsigned char selected ; unsigned char mask = 0x10 << nr ; if(nr > 3) panic("floppy_on : nr > 3") ; moff_timer[nr] = 10000 ; cli() ; mask |= current_DOR ; if(!selected){ mask &= 0xFC ; mask |= nr ; } if(mask != current_DOR) { outb(mask , FD_DOR) ; if((mask ^ current_DOR) & 0xf0) mon_timer[nr] = HZ / 2 ; else if(mon_timer[nr] < 2) mon_timer[nr] = 2 ; current_DOR = mask ; } sti() ; return mon_timer[nr] ; } void floppy_on(unsigned int nr) { cli() ; while(ticks_to_floppy_on(nr)) sleep_on(nr + wait_motor) ; sti() ; } void floppy_off(unsigned int nr) { moff_timer[nr] = 3 * HZ ; } /*软盘定时处理子程序*/ /*更新马达启动定时值和马达关闭停转定时值*/ /*系统每当经过一个滴答就会被调用一次，随时更新马达开启或者停转的时间*/ void do_floppy_timer(void) { int i ; unsigned char mask = 0x10 ; for(i = 0 ; i < 4 ; i ++ , mask <<= 1) { if(!(mask & current_DOR)) continue ; if(mon_timer[i]){ if(!--mon_timer[i]) wake_up(i + wait_motor) ; } else if(!moff_timer[i]) { current_DOR &= ~mask ; outb(current_DOR , FD_DOR) ; } else moff_timer[i]-- ; } }#define TIME_REQUEST 64 //下面是定时器的代码。最多可以有64个计时器 static struct timer_list { long jiffies ; //定时滴答数 void(* fn)() ; //定时处理程序 struct timer_list * next ; //链接指向下一个定时器 } timer_list[TIME_REQUEST] , * next_timer = NULL ;/*添加一个新的定时器*/ void add_timer(long jiffies , void(*fn)(void)) { struct timer_list * p ; if(!fn) return ; cli() ; if(jiffies <= 0)//如果定时值为0，则立即执行处理程序，并且该定时器不加入链表 (fn)() ; //否则从定时器数组中，找出一个空的项 else{ for(p = timer_list ; p < timer_list + TIMER_REQUEST ; p++) if(!p->fn) //找到一个空项，然后退出 break ; //如果已经用完了定时器数组，则系统崩溃，否则向定时器的数据结构中填入相应的信息，并连入链表头 if(p >= timer_list + TIME_REQUEST) panic("no more time request free"); p->fn = fn ; p->jiffies = jiffies ; p->next = next_timer ; next_timer = p ; //下面的函数其实是一个 双向队列 while(p->next && p->next->jiffies < p->jiffies){ p->jiffies -= p->next->jiffies ; fn = p->fn ; p->fn = p->next->fn ; p->next->fn = fn ; jiffies = p->jiffies ; p->next->jiffies = jiffies ; p = p->next ; } } } void do_timer(long cpl) { extern int beepcount ; //扬声器发生时间滴答数 extern void sysbeepstop (void) ; //关闭扬声器 if(beepcount) if(!--beppcount) sysbeepstop() ; if(cpl) current->utime++ ; else current->stime++ ; if(next_timer){ next_timer->jiffies-- ; while(next_timer && next_timer->jiffies <= 0){ void(*fn)(void) ; fn = next_timer->fn ; next_timer->fn = NULL ; next_timer = next_timer->next ; (fn)() ; } } if(current_DOR & 0xf0) do_floppy_timer() ; if((--current->counter) > 0) return ; current->counter = 0; if(!cpl) return ; schedule() ; } //系统调用功能，设置报警定时时间值 int sys_alarm(long seconds) { int old = current->alarm ; if(old) old = (old - jiffies) / HZ ; current->alarm = (seconds > 0 ) ? (jiffies + HZ * seconds):0 ; return old ; } //取当前的进程号pid int sys_getpid(void) { return current->pid ; } //取父进程号ppid int sys_getppid(void) { return current->father ; } //取用户号 int sys_getuid(void) { return current->uid ; } //取有效的用户号euid int sys_geteuid(void) { return current->euid ; } //取组号gid int sys_getgid(void) { return current->gid ; } //取有效的组号 int sys_getegid(void) { return current->egid ; } //系统调用功能---降低对CPU的优先使用权 int sys_nice(long increment) { if(current->priority - increment > 0) current->priority -= increment ; return 0 ; } //内核调度程序初始化 void sched_init(void) { int i ; struct desc_struct * p ; //描述符表结构指针 set_tss_desc(gdt + FIRST_TSS_ENTRY , &(init_task.tss)) ; set_ldt_desc(gdt + FIRST_LDT_ENTRY , &(init_task.task.ldt)); p = gdt + 2 + FIRST_TSS_ENTRY ; for(i = 1 ; i < NR_TASKS ;i++) { task[i] = NULL ; p->a = p->b = 0 ; p++ ; p->a = p->b = 0 ; p++ ; } _asm_("pushfl ; andl $0xffffbfff , (%esp) ; popfl" ) ; ltr(0) ; lldt(0) ; outb_p(0x36 , 0x43) ; outb_p(LATCH & 0xff , 0x40) ; outb(LATCH >> 8 , 0x40) ; set_intr_gate(0x20 , &timer_interrupt) ; outb(inb_p(0x21)&~0x01 , 0x21) ; set_system_gate(0x80 , &system_call) ; }
