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自制操作系统 - 进程相关系统调用

进程相关系统调用

进程涉及进程创建,进程退出,进程资源回收等多种操作,在用户态中这些动作依赖系统调用来实现。本文我们将完成brk、 fork、 exit、waitpid、time共五个系统调用。

自制操作系统 - 进程用户态栈

进程用户态栈

在进程进入用户态后,栈应该修改到128M的位置。因为栈是向下增长的,且我们的操作系统最大支持128M内存。用户态栈最大占用2M的物理内存空间,即 0x7e00000 ~ 0x80000000 的空间范围。用户访问这块内存空间就报缺页异常。

自制操作系统 - 内核堆内存管理与用户内存映射

内核对内存管理与用户内存映射

之前实现的内存分配以页为单位一次分配的太大,因此本文将实现内核堆内存的管理,可申请指定大小的内存。在内核内存中,我们只使用了前8M,在进入用户态后需要进行用户内存映射,用户内存映射原理和内核一致,区别是每次使用内存可以申请内存映射,将虚拟地址映射为一个物理地址,使用完毕后可释放映射。

自制操作系统 - 用户态打印printf

自制操作系统 - 用户态打印printf

进入用户态后,内核态的打印函数printk就不能再使用了,因此需要实现用户态的打印函数printf。打印时需要控制台的功能console_wrote,因此需要通过系统调用write来实现。

自制操作系统 - 进入用户模式

进入用户模式

用户态和内核态的特权级不同,intel将特权级分为0~3,内核运行在0特权级,用户运行在3特权级,特权级的切换需要依赖任务状态段TSS完成。我们使用 TSS 的主要作用是利用其中的 ss0 和 esp0,使得用户态的程序可以转到内核态,不会使用TSS进行硬件任务切换。