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java开发系统内核:进程的挂起和恢复

java开发系统内核:进程的挂起和恢复

作者: 望月从良 | 来源:发表于2017-01-05 10:33 被阅读31次

    更详细的讲解和代码调试演示过程,请参看视频
    Linux kernel Hacker, 从零构建自己的内核

    有了进程的自动调度后,接下来的任务在于,如何将空闲进程挂起,空闲进程往往是那些没有具体任务需要处理的进程,因此,如果继续让其运行的话,那么必然会耗费宝贵的CPU资源,如果能让它先挂起,等到它需要执行具体任务时,再把它调度到前台,那才是一种合理的进程管理机制。

    我们实现的进程调度,是依赖于进程控制器,也就是taskctl中的任务数组来实现的,当我们想要启动某个进程时,在该数组中找到对应的任务对象,然后把它加载到CPU那就可以了。

    同理,如果要让某个进程休眠,那么只要把它对应的TASK对象从任务数组中移除,那么它自然就不会得到调度的机会。

    因此,修改multi_task.c 增加一个task_sleep函数:

    void task_sleep(struct TASK *task) {
       int  i;
       char ts = 0;
       if (task->flags == 2) {
            if (task == taskctl->tasks[taskctl->now]) {
                ts = 1;
            }
    
        for (i = 0; i < taskctl->running; i++) {
            //在任务数组中找到要挂起的进程对象
            if (taskctl->tasks[i] == task) {
                break;
            }
        }
    
        taskctl->running--;
        if (i < taskctl->now) {
            taskctl->now--;
        }
    
        for(; i < taskctl->running; i++) {
            //通过把后面的任务往前覆盖,实现将当前任务从任务列表中移除的目的
            taskctl->tasks[i] = taskctl->tasks[i+1];
        }
    
        task->flags = 1;
        if (ts != 0) {
            //如果当前挂起的任务正好是当前正在前台运行的任务,那么将第0个任务调度到前台
            if (taskctl->now >= taskctl->running) {
                taskctl->now = 0;
            }
    
           farjmp(0, taskctl->tasks[taskctl->now]->sel);
        }
    
       }
    
       return;
    }
    
    

    该函数的逻辑是,根据要挂起的任务,在整个任务数组中查找,找到其对应的数组下标,然后把后面的任务向前覆盖,这样的话,要移除的任务就在数组中就会被覆盖掉,从而实现将任务从数组中移除的目的。

    需要注意的是,如果要挂起的任务,正好是当前正在前台运行的进程,那么ts==1,我们就把下标为0的任务调度到前台,并且把任务的数量也就是running的值减一,这样,处于数组最后的那个任务将不会有机会被调度。

    任务挂起是实现了,那么当我们想重新把任务调度到前台时,该怎么做呢?我们可以利用现有的队列机制,回忆一下,一旦鼠标,键盘的事件发生时,我们会把硬件产生的数据加入到他们对应的队列中,然后在CMain主循环中,将队列中的数据取出来处理。同理,当我们挂起一个任务时,我们把挂起的任务对象放入到一个队列中,当想要重新调度这个对象时,我们往队列里发送一个数据,然后在主循环中对该队列进行检查,一旦发现队列中含有数据的话,那么就把队列中寄存的任务重新加入调度数组。代码修改如下,在golbal_define.c中:

    void fifo8_init(struct FIFO8 *fifo, int size, unsigned char *buf, 
        struct TASK *task) {
        fifo->size = size;
        fifo->buf = buf;
        fifo->free = size;
        fifo->flags = 0;
        fifo->p = 0;
        fifo->q = 0;
        fifo->task = task;
        return ;
    }
    

    在初始化一个队列时,把一个任务对象添加进去,如果队列不需要寄存任务对象,那么把task设置为0就可以。

    int fifo8_put(struct FIFO8 *fifo, unsigned char data) {
        if (fifo == 0) {
            return -1;
        }    
    
        if (fifo->free ==0) {
            fifo->flags |= FLAGS_OVERRUN;
            return -1;
        }
    
        fifo->buf[fifo->p] = data;
        fifo->p++;
        if (fifo->p == fifo->size) {
            fifo->p = 0;
        }
    
        fifo->free--;
    
        if (fifo->task != 0) {
            if (fifo->task->flags != 2) {
                task_run(fifo->task);
            }
        }
    
        return 0;
    }
    

    当队列中有数据加入时,顺便查看该队列是否寄存着一个任务对象,如果是,那么把该任务对象加入调度数组。

    由于timer.c中,对计时器的运行需要使用到队列,既然队列的数据结构有变动,因此timer.c中,需要做一点小改动:

    static struct TIMERCTL timerctl;
    extern struct TIMER *task_timer;
    
    void  init_pit(void) {
        io_out8(PIT_CTRL, 0x34);
        io_out8(PIT_CNT0, 0x9c);
        io_out8(PIT_CNT0, 0x2e);
    
        timerctl.count = 0;
        int i;
        for (i = 0; i < MAX_TIMER; i++) {
            timerctl.timer[i].flags = 0; //not used
            timerctl.timer[i].fifo = 0;
        }
    }
    

    上面的改动在于,把每个timer对象的fifo队列成员设置为0。

    接下来的改动主要在主入口函数中:

    void CMain(void) {
        ....
        fifo8_init(&timerinfo, 8, timerbuf, 0);
        ....
        fifo8_init(&keyinfo, 32, keybuf, 0);
        ....
        task_a = task_init(memman);
        keyinfo.task = task_a;
        ....
    }
    

    上面代码的逻辑是,先通过task_init得到CMain函数所对应的任务对象,并把该任务对象寄存在键盘事件列表中,也就是keyinfo.task = task_a;

    void CMain(void) {
        ....
        task_run(task_b);
        ...
        int pos = 0;
        int stop_task_A = 0;
         for(;;) {
    
           io_cli();
           ....
           else if (fifo8_status(&timerinfo) != 0) {
               io_sti();
               int i = fifo8_get(&timerinfo);
               if (i == 10) {
                    showString(shtctl, sht_back, pos, 144, COL8_FFFFFF,
                     "A"); 
                  
                    timer_settime(timer, 100);
                    pos += 8;
                    if (pos > 40 && stop_task_A == 0) {
                        io_cli();
                        task_sleep(task_a);
                        io_sti();
                     }
               }
           ....
        }
    }
    

    上面代码的逻辑时,当CMain函数在主循环中,连续打印字符"A",当打印的字符超过5个时,通过task_sleep(task_a)把CMain进程挂起。这样的话,系统运行时,我们会发现原来是字符A和B 是同时打印到桌面上的,此时便只剩下字符B在继续打印了。

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    由于我们把task_A寄存到键盘队列,那么当我们点击键盘,于是键盘数据就会存储到键盘队列中,由于键盘队列存储了任务Ad的任务对象,那么此时他会把对应任务对象重新加入到调度队列中,由此字符A会从恢复打印状态,也就是说,打印字符A的进程重新获得了被调度的机会。

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