《操作系统真象还原》第九章 ---- 终进入线程动斧开刀豁然开朗拨云见日还需解决同步机制才能长舒气

妖狐艹你老母 2022-08-31 15:18 149阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  专栏博客链接
     *  相关查阅博客链接
     *  本书中错误勘误
     *  进程 线程的自我小理解
     *   *  线程 进程的状态
         *  内核级线程 & 用户级线程
     *  初步实现内核级线程
     *   *  浪费两三个小时调试的辛酸史
         *  编写thread.h
         *  编写thread.c
         *  修改MakeFile & main.c 验证结果
     *  编写双向链表 基础数据结构
     *   *  编写list.h
         *  编写list.c
     *  实现线程 编写修改相关文件
     *   *  thread.c
         *  thread.h
         *  interrupt.c
         *  switch.S
         *  稍加修改过的print.S
         *  稍微修改了一下的stdint.h
         *  timer.c
         *  timer.h
         *  MakeFile
     *  最终实现效果

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## 专栏博客链接 ##

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**[《操作系统真象还原》从零开始自制操作系统 全章节博客链接][Link 1]**

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## 相关查阅博客链接 ##

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**[C语言结构体内存分布][C]**  
**[C语言之typedef函数指针用法][C_typedef]**  
**[c语言typedef怎么自定义函数,c语言中typedef的用法][c_typedef_c_typedef]**

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## 本书中错误勘误 ##

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**1、这个地方我认为是绝对错误的地方 就是关于我们的线程部分  
书上写的是我们的`main线程的pcb`存放于位置应该是`0xc009e00`  
但是按照书上`loader.S`既然`mov esp,0xc009f000` 那么肯定的是我们的`main线程`的`pcb`就是位于`0xc009f000` 而不会是`0xc009e000` 但是为什么这里没有出错呢 当然 把`main`的`pcb`放于这两个位置都没有问题 反正空余的空间是留够了的 放这两个地方都没有问题 个人认为这是作者思考写的思路的有的小问题**

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## 进程 线程的自我小理解 ##

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**毕竟距离上次看 《现代操作系统》 已经时隔很久  
很多很多原来记的很牢的东西也都还回去了 但是不重要  
记忆过的东西拾起来都还是很快的**

**`进程 = 资源 + 线程`**

**线程这里面给我独特的记忆点在于  
线程可以有属于自己的资源 是一个最小的执行单元 有寄存器 和 栈  
线程也只不过是 借用了进程的资源来做事情罢了 一个个代码块而已  
而一般我们常用的也只不过是 单线程进程 就是进程里面只有一个执行流 从上而下的执行 而多线程进程 则是我们显示的创造线程一般所用到的**

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### 线程 进程的状态 ###

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**这个我记得在《现代操作系统》的那里我就谈到过  
有几个状态 `就绪态` `阻塞态` `运行态`  
这几个状态都是相互切换来的 `阻塞态` 例如等待I/O时 调度器就可以调度把那个进程设置为`阻塞态` 并把处理器分配给其他进程**  
**之前做过哈工大操作系统`Lab`的hxd对这个肯定也是不陌生的**

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### 内核级线程 & 用户级线程 ###

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**感觉这个也是老生常谈的事情了 我还是顺带也提一嘴我的理解  
内核级线程 指的是操作系统支持线程 即提供了线程这个概念 程序员可以在操作系统的帮助下来进程创建线程操作 线程这个实物概念对于操作系统是可见的  
而用户级线程 是指的是 操作系统不支持线程这个概念 用户 程序员在写进程程序的时候 自己写了调度器或者自己写了一个执行流 而线程的切换是通过进程本身来调节的**

**当然 有好处也有坏处 凡事都有一个两面性**  
**用户级线程 好处是切换线程时 不需要陷入内核 切换线程的代价要小的多 速度非常快 因为毕竟是在用户级程序层面上而言 自己切换  
但 坏处是 一旦发生阻塞 操作系统是不清楚有这个线程的存在 可能就直接把进程切换掉了 整个的进程就直接阻塞**

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## 初步实现内核级线程 ##

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**xdm 编程完成了这个部分发生了一件十分痛苦的事情 具体是什么 待会在相关位置我会提一嘴 但是这给了我一个提示 就是做事情一定要小心谨慎一点 因为一点点偏差可能就会导致几个小时的浪费**  
**对 没错 就是因为一个小问题 差点我愤怒的打算放弃编写操作系统 在折腾了两三个小时后 发现问题竟然是一个很小很小的问题 后面会讲**

**编写到这里我们来理一下思路 是怎么弄出来线程的**  
**我们编写了`thread.h` 和 `thread.c` 目前只是把大概轮廓给弄了出来**  
**我们通过创建了`PCB` 把我们线程所需要用到的相关内容全部放在了里面 PCB下端（我们申请的一页内存） 存放着的是我们的结构体`task_struct` 目前里面含有的东西不多 ```线程状态``特权级``边界魔数``还有我们的线程内核栈的地址```**

**我们的 `中断栈`所在位置 位于一页内存的最顶点位置 我们上下文切换时 如果外面有中断 我们就把我们所有的上下文环境放在那里**  
**我们的`内核栈` 所在位置 是位于中断栈的下方 那里我们放着的是我们的4个寄存器 和 我们的 某些需要的函数地址**

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### 浪费两三个小时调试的辛酸史 ###

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**总得来说就是这样**  
**看局部代码真不好分析出来 还是得总拉出来一起看 才看得懂代码是什么意思**  
**这里我就要说一下 为什么这里我浪费了两三个小时调试半天**  
**因为不是这里要测试一下 初步的线程创建切换吗**

**正确的主函数`main.c`本来应该是这样的**

#include "print.h"
    #include "init.h"
    #include "debug.h"
    #include "string.h"
    #include "memory.h"
    #include "../thread/thread.h"
    void test_thread(void* arg);
    
    int main(void) { 
       put_str("I am kernel\n");
       init_all();
       thread_start("kernel_thread_a",31,test_thread,"argA ");
       while(1);
       return 0;
    }
    
    void test_thread(void* arg)
    { 
        while(1)
        	put_str((char*)arg);
    }

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**我没找到问题前是这样写的**

#include "print.h"
    #include "init.h"
    #include "debug.h"
    #include "string.h"
    #include "memory.h"
    #include "../thread/thread.h"
    void test_thread(void* arg);
    
    void test_thread(void* arg)
    { 
        while(1)
        	put_str((char*)arg);
    }
    
    int main(void) { 
       put_str("I am kernel\n");
       init_all();
       thread_start("kernel_thread_a",31,test_thread,"argA ");
       while(1);
       return 0;
    }

**这样写的话就导致 main.c编译的内存位置不再是`0xc0001500`了 而是其他位置了 哎 就这样我就发现原来可以运行的程序现在直接不能运行了**  
**于是我还以为是昨晚的系统更新出错了 我就挨个挨个排查错误**

**从`mar.S` `loader.S` 一个板块一个板块排查 一点点排查 就这样我一点点摸到了`Loader.S`最后的历史使命 跳转到 `0xc0001500` 我就去看内存`0xc0001500`发生了什么 结果发现里面的内存全是默认的乱码 哎 给我整怒了**

**在调试良久之后 我那个时候都想放弃了 甚至想给书籍作者打电话问一下怎么解决 真的很无语 到最后才发现是这个问题**  
**这里的辛酸史各位看客 且当一乐**  
**希望各位不要这样去做 下面直接放出来`thread.h` `thread.c`的代码 里面有很多我写的注释**

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### 编写thread.h ###

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**目前的`thread.h`代码**

#ifndef __THREAD_THREAD_H
    #define __THREAD_THREAD_H
    #include "stdint.h"
    
    typedef void thread_func(void*); //这里有点不懂定义的什么意思 搜了搜博客 发现是函数声明 
                              
    enum task_status
    { 
        TASK_RUNNING, // 0
        TASK_READY,   // 1
        TASK_BLOCKED, // 2
        TASK_WAITING, // 3
        TASK_HANGING, // 4
        TASK_DIED     // 5
    };
    
    /* intr_stack 用于处理中断被切换的上下文环境储存 */
    /* 这里我又去查了一下 为什么是反着的 越在后面的参数 地址越高 */
    
    struct intr_struct
    { 
        uint32_t vec_no; //中断号
        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;
        
        uint32_t err_code;
        void (*eip) (void);        //这里声明了一个函数指针 
        uint32_t cs;
        uint32_t eflags;
        void* esp;
        uint32_t ss;
    };
    
    
    /* 线程栈 保护线程环境 */
    
    struct thread_stack
    { 
        uint32_t ebp;
        uint32_t ebx;
        uint32_t edi;
        uint32_t esi;
    
        void (*eip) (thread_func* func,void* func_arg); //和下面的相互照应 以ret 汇编代码进入kernel_thread函数调用
        
        void (*unused_retaddr);                         //占位数 在栈顶站住了返回地址的位置 因为是汇编ret 
        thread_func* function;                          //进入kernel_thread要调用的函数地址
        void* func_arg;				      //参数指针
    };
    
    struct task_struct
    { 
        uint32_t* self_kstack;                          //pcb中的 kernel_stack 内核栈
        enum task_status status;                        //线程状态
        uint8_t priority;				      //特权级
        char name[16];
        uint32_t stack_magic;			      //越界检查 因为我们pcb上面的就是我们要用的栈了 到时候还要越界检查
    };
    
    void kernel_thread(thread_func* function,void* func_arg);
    void thread_create(struct task_struct* pthread,thread_func function,void* func_arg);
    void init_thread(struct task_struct* pthread,char* name,int prio);
    struct task_struct* thread_start(char* name,int prio,thread_func function,void* func_arg);
    
    #endif

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### 编写thread.c ###

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#include "thread.h" //函数声明 各种结构体
    #include "stdint.h" //前缀
    #include "string.h" //memset
    #include "global.h" //不清楚
    #include "memory.h" //分配页需要
    
    #define PG_SIZE 4096
    
    void kernel_thread(thread_func* function,void* func_arg)
    { 
        function(func_arg);
    }
    
    void thread_create(struct task_struct* pthread,thread_func function,void* func_arg)
    { 
        pthread->self_kstack -= sizeof(struct intr_struct);  //减去中断栈的空间
        pthread->self_kstack -= sizeof(struct thread_stack);
        struct thread_stack* kthread_stack = (struct thread_stack*)pthread->self_kstack; 
        kthread_stack->eip = kernel_thread;                 //地址为kernel_thread 由kernel_thread 执行function
        kthread_stack->function = function;
        kthread_stack->func_arg = func_arg;
        kthread_stack->ebp = kthread_stack->ebx = kthread_stack->ebx = kthread_stack->esi = 0; //初始化一下
        return;
    }
    
    void init_thread(struct task_struct* pthread,char* name,int prio)
    { 
        memset(pthread,0,sizeof(*pthread)); //pcb位置清0
        strcpy(pthread->name,name);
        pthread->status = TASK_RUNNING;
        pthread->priority = prio;
        pthread->self_kstack = (uint32_t*)((uint32_t)pthread + PG_SIZE); //刚开始的位置是最低位置 栈顶位置+一页
        pthread->stack_magic = 0x23333333;                               //设置的魔数 检测是否越界限
    }
    
    struct task_struct* thread_start(char* name,int prio,thread_func function,void* func_arg)
    { 
        struct task_struct* thread = get_kernel_pages(1);
        init_thread(thread,name,prio);
        thread_create(thread,function,func_arg);
        
        asm volatile("movl %0,%%esp; pop %%ebp; pop %%ebx; pop %%edi; pop %%esi; ret" : : "g"(thread->self_kstack) :"memory"); //栈顶的位置为 thread->self_kstack 
        return thread;
    }

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### 修改MakeFile & main.c 验证结果 ###

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**`makefile`修改如下**

BUILD_DIR = ./build
    ENTRY_POINT = 0xc0001500
    AS = nasm
    CC = gcc
    LD = ld
    LIB = -I lib/ -I lib/kernel/ -I lib/user/ -I kernel/ -I device/ 
    ASFLAGS = -f elf
    CFLAGS = -Wall -m32 -fno-stack-protector $(LIB) -c -fno-builtin -W -Wstrict-prototypes -Wmissing-prototypes
    LDFLAGS =  -m elf_i386 -Ttext $(ENTRY_POINT) -e main -Map $(BUILD_DIR)/kernel.map
    OBJS = $(BUILD_DIR)/main.o $(BUILD_DIR)/init.o $(BUILD_DIR)/interrupt.o \
          $(BUILD_DIR)/timer.o $(BUILD_DIR)/kernel.o $(BUILD_DIR)/print.o \
          $(BUILD_DIR)/debug.o $(BUILD_DIR)/string.o $(BUILD_DIR)/memory.o \
          $(BUILD_DIR)/bitmap.o $(BUILD_DIR)/thread.o
          
    ##############     c代码编译     ###############
    $(BUILD_DIR)/main.o: kernel/main.c lib/kernel/print.h \
            lib/stdint.h kernel/init.h lib/string.h kernel/memory.h \
            thread/thread.h
    	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
    
    $(BUILD_DIR)/init.o: kernel/init.c kernel/init.h lib/kernel/print.h \
            lib/stdint.h kernel/interrupt.h device/timer.h kernel/memory.h
    	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
    
    $(BUILD_DIR)/interrupt.o: kernel/interrupt.c kernel/interrupt.h \
            lib/stdint.h kernel/global.h lib/kernel/io.h lib/kernel/print.h
    	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
    
    $(BUILD_DIR)/timer.o: device/timer.c device/timer.h lib/stdint.h\
            lib/kernel/io.h lib/kernel/print.h
    	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
    
    $(BUILD_DIR)/debug.o: kernel/debug.c kernel/debug.h \
            lib/kernel/print.h lib/stdint.h kernel/interrupt.h
    	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
    	
    $(BUILD_DIR)/string.o: lib/string.c lib/string.h \
    	kernel/debug.h kernel/global.h
    	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
    	
    $(BUILD_DIR)/memory.o: kernel/memory.c kernel/memory.h \
    	lib/stdint.h lib/kernel/bitmap.h kernel/debug.h lib/string.h
    	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
    	
    $(BUILD_DIR)/bitmap.o: lib/kernel/bitmap.c lib/kernel/bitmap.h kernel/global.h \
    	lib/string.h kernel/interrupt.h lib/kernel/print.h kernel/debug.h
    	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
    	
    $(BUILD_DIR)/thread.o: thread/thread.c thread/thread.h \
    	lib/stdint.h lib/string.h kernel/global.h kernel/memory.h
    	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
    
    ##############    汇编代码编译    ###############
    $(BUILD_DIR)/kernel.o: kernel/kernel.S
    	$(AS) $(ASFLAGS) $< -o $@
    
    $(BUILD_DIR)/print.o: lib/kernel/print.S
    	$(AS) $(ASFLAGS) $< -o $@
    
    ##############    链接所有目标文件    #############
    $(BUILD_DIR)/kernel.bin: $(OBJS)
    	$(LD) $(LDFLAGS) $^ -o $@
    
    .PHONY : mk_dir hd clean all
    
    mk_dir:
    	if [ ! -d $(BUILD_DIR) ]; then mkdir $(BUILD_DIR); fi
    
    hd:
    	dd if=$(BUILD_DIR)/kernel.bin \
               of=/home/cooiboi/bochs/hd60M.img \
               bs=512 count=200 seek=9 conv=notrunc
    
    clean:
    	cd $(BUILD_DIR) && rm -f  ./* build: $(BUILD_DIR)/kernel.bin all: mk_dir build hd

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**`main.c`修改如下**

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**验证结果 从目前看应该是ok的**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3NTAwNTE2_size_16_color_FFFFFF_t_70]

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## 编写双向链表 基础数据结构 ##

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**我觉得这个部分挺好的 之前虽然没怎么接触过双向链表 但是力扣刷题的时候做到过 这个时候来看一下原理发现还是多简单的**  
**这个就不多解释了 下面直接先放代码**

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### 编写list.h ###

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#ifndef __LIB_KERNEL_LIST_H
    #define __LIB_KERNEL_LIST_H
    #include "stdint.h"
    
    #define offset(struct_type,member) (int) (&((struct_type*)0)->member) //不是很理解这里写的是什么
    #define elem2entry(struct_type,struct_member_name,elem_ptr) \ (struct_type*)((int)elem_ptr - offset(struct_type,struct_member_name)) //也不是很理解这里 后面会介绍
    	
    struct list_elem
    { 
        struct list_elem* prev; //前面的节点
        struct list_elem* next; //后面的节点
    };
    
    struct list
    { 
        struct list_elem head; // 亘古不变的头部
        struct list_elem tail; // 亘古不变的尾部
    };
    
    typedef bool (function) (struct list_elem*,int arg);
    
    void list_init(struct list*);
    void list_insert_before(struct list_elem* before,struct list_elem* elem);
    void list_push(struct list* plist,struct list_elem* elem);
    void list_append(struct list* plist,struct list_elem* elem);
    void list_remove(struct list_elem* pelem);
    struct list_elem* list_pop(struct list* plist);
    bool list_empty(struct list* plist);
    uint32_t list_len(struct list* plist);
    struct list_elem* list_traversal(struct list* plist,function func,int arg);
    bool elem_find(struct list* plist,struct list_elem* obj_elem);
    
    #endif

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### 编写list.c ###

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#include "list.h"
    #include "interrupt.h"
    #include "stdint.h"
    #include "debug.h"
    
    #define NULL 0
    
    //初始化双向链表
    void list_init(struct list* list)
    { 
        list->head.prev = NULL;
        list->head.next = &list->tail;
        list->tail.prev = &list->head;
        list->tail.next = NULL;
    }
    
    //把链表 elem放在 before前面
    void list_insert_before(struct list_elem* before,struct list_elem* elem)
    { 
        enum intr_status old_status = intr_disable();
           
        elem->next = before;
        elem->prev = before->prev;
        before->prev->next = elem;
        before->prev = elem;
        
        intr_set_status(old_status); 
        
    }
    
    //添加元素到链表队首
    void list_push(struct list* plist,struct list_elem* elem)
    { 
        list_insert_before(plist->head.next,elem);
    }
    
    //添加元素到链表队尾
    void list_append(struct list* plist,struct list_elem* elem)
    { 
        list_insert_before(&plist->tail,elem);
    }
    
    //让pelem脱离链表
    void list_remove(struct list_elem* pelem)
    { 
        enum intr_status old_status = intr_disable();
        
        pelem->prev->next = pelem->next;
        pelem->next->prev = pelem->prev;
        
        intr_set_status(old_status);
    }
    
    //让链表的第一个元素脱离链表
    struct list_elem* list_pop(struct list* plist)
    { 
        ASSERT(plist->head.next != &plist->tail);
        struct list_elem* ret = plist->head.next;
        list_remove(plist->head.next);
        return ret;
    }
    
    bool list_empty(struct list* plist)
    { 
        return (plist->head.next == &plist->tail ? true : false);
    }
    
    uint32_t list_len(struct list* plist)
    { 
        uint32_t ret = 0;
        struct list_elem* next = plist->head.next;
        while(next != &plist->tail)
        { 
        	next = next->next;
        	++ret;
        }
        return ret;
    }
    
    struct list_elem* list_traversal(struct list* plist,function func,int arg)
    { 
        struct list_elem* elem = plist->head.next;
        if(list_empty(plist))	return NULL;
        while(elem != &plist->tail)
        { 
        	if(func(elem,arg))	return elem;
        	elem = elem->next;
        }
        return NULL;
    }
    
    bool elem_find(struct list* plist,struct list_elem* obj_elem)
    { 
        struct list_elem* ptr = plist->head.next;
        while(ptr != &plist->tail)
        { 
        	if(ptr == obj_elem)	return true; 
        	ptr = ptr->next;
        }
        return false;
    }

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## 实现线程 编写修改相关文件 ##

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**这部分确实太折磨了 细节确实很多 我调试也调试了很久  
因为我写代码对于自己有思考的地方 我就会按照自己的思路来写 没有按照书上的一摸一样的去copy 所以就会导致很多地方出错 很多小细节出错**

**这章节至少最后实现效果看样子是正确的 而且我也修改了很多的文件**  
**我还是写一下大概思路究竟是怎么切换线程的**

**`1、先创建线程`**  
**`2、打开中断 每个时钟中断调用中断函数 减去当前时间片`**  
**`3、时间片为0 简称到期了 到期之后 调用schedule调度器 切换线程`**  
**`4、schedule 把在最前面的准备队列的任务的pcb获取 把当前的放到最后`**  
**`5、之后转到switch_to 保存寄存器 上下文环境 切换esp 即切换线程`**

**在细节点 说一下`pcb`的存储**  
**`main`主线程的本来`pcb`的内存空间就是留了的 这部分的问题在上面已经说过了 分配了一页内存后 `pcb`的核心部分在最低端的内存处 最高处是中断栈 就是存放各种寄存器的位置 最高处的下面就是内核栈 里面有四个我们相关的寄存器 还有一个`esp`的位置 剩下的就是第一次被切换所需要的内容了**

**感觉也没什么好说的了 整体理解还是我认为不是那么难 总览视角看起来还是比较容易的 拉一边即可**  
**晚上朋友又不在 又没办法玩游戏 那这样的话 我就再多写一点博客吧**  
**下面把我的代码贴出来**

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### thread.c ###

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#include "thread.h" //函数声明 各种结构体
    #include "stdint.h" //前缀
    #include "string.h" //memset
    #include "global.h" //不清楚
    #include "memory.h" //分配页需要
    #include "debug.h"
    #include "interrupt.h"
    #include "print.h"
    
    #define PG_SIZE 4096
    
    struct task_struct* main_thread;                        //主线程main_thread的pcb
    struct list thread_ready_list;			  //就绪队列
    struct list thread_all_list;				  //总线程队列
    
    extern void switch_to(struct task_struct* cur,struct task_struct* next);
    
    // 获取 pcb 指针
    // 这部分我可以来稍微解释一下
    // 我们线程所在的esp 肯定是在 我们get得到的那一页内存 pcb页上下浮动 但是我们的pcb的最起始位置是整数的 除去后面的12位
    // 那么我们对前面的取 & 则可以得到 我们的地址所在地
    struct task_struct* running_thread(void)
    { 
        uint32_t esp;
        asm ("mov %%esp,%0" : "=g"(esp));
        return (struct task_struct*)(esp & 0xfffff000);
    }
    
    
    void kernel_thread(thread_func* function,void* func_arg)
    { 
        intr_enable();					    //开中断 防止后面的时间中断被屏蔽无法切换线程
        function(func_arg);
    }
    
    void thread_create(struct task_struct* pthread,thread_func function,void* func_arg)
    { 
        pthread->self_kstack -= sizeof(struct intr_struct);  //减去中断栈的空间
        pthread->self_kstack -= sizeof(struct thread_stack);
        struct thread_stack* kthread_stack = (struct thread_stack*)pthread->self_kstack; 
        kthread_stack->eip = kernel_thread;                 //地址为kernel_thread 由kernel_thread 执行function
        kthread_stack->function = function;
        kthread_stack->func_arg = func_arg;
        kthread_stack->ebp = kthread_stack->ebx = kthread_stack->ebx = kthread_stack->esi = 0; //初始化一下
        return;
    }
    
    void init_thread(struct task_struct* pthread,char* name,int prio)
    { 
        memset(pthread,0,sizeof(*pthread)); //pcb位置清0
        strcpy(pthread->name,name);
        
        if(pthread == main_thread)
        	pthread->status = TASK_RUNNING;                              //我们的主线程肯定是在运行的
        else
        	pthread->status = TASK_READY;					//放到就绪队列里面
        	
        pthread->self_kstack = (uint32_t*)((uint32_t)pthread + PG_SIZE); //刚开始的位置是最低位置 栈顶位置+一页得最顶部
                                                                         //后面还要对这个值进行修改
                                                                     
        pthread->priority = prio;                                        
        pthread->ticks = prio;                                           //和特权级 相同的时间片
        pthread->elapsed_ticks = 0;
        pthread->pgdir = NULL;                                           //线程没有单独的地址
        pthread->stack_magic = 0x23333333;                               //设置的魔数 检测是否越界限
    }
    
    struct task_struct* thread_start(char* name,int prio,thread_func function,void* func_arg)
    { 
        struct task_struct* thread = get_kernel_pages(1);
        init_thread(thread,name,prio);
        thread_create(thread,function,func_arg);
        ASSERT(!elem_find(&thread_ready_list,&thread->general_tag));     //之前不应该在就绪队列里面
        list_append(&thread_ready_list,&thread->general_tag);
        
        ASSERT(!elem_find(&thread_all_list,&thread->all_list_tag));
        list_append(&thread_all_list,&thread->all_list_tag);
         
        return thread;
    }
    
    
    //之前在loader.S的时候已经 mov esp,0xc0009f00
    //现在的esp已经就在预留的pcb位置上了
    void make_main_thread(void)
    { 		
        main_thread = running_thread();					//得到main_thread 的pcb指针
        init_thread(main_thread,"main",31);				
        
        ASSERT(!elem_find(&thread_all_list,&main_thread->all_list_tag));
        list_append(&thread_all_list,&main_thread->all_list_tag);
        
    }
    
    void schedule(void)
    { 
        ASSERT(intr_get_status() == INTR_OFF);
        
        struct task_struct* cur = running_thread();			//得到当前pcb的地址
        if(cur->status == TASK_RUNNING)
        { 
        	ASSERT(!elem_find(&thread_ready_list,&cur->general_tag));     //目前在运行的肯定ready_list是不在的
        	list_append(&thread_ready_list,&cur->general_tag);           //加入尾部
        	
        	cur->status = TASK_READY;
        	cur->ticks = cur->priority;
        }
        else
        { }
        
        ASSERT(!list_empty(&thread_ready_list));
        struct task_struct* thread_tag = list_pop(&thread_ready_list);
        //书上面的有点难理解 代码我写了一个我能理解的
        struct task_struct* next = (struct task_struct*)((uint32_t)thread_tag & 0xfffff000);
        next->status = TASK_RUNNING;
        switch_to(cur,next);                                              //esp头顶的是 返回地址 +12是next +8是cur
    }
    
    void thread_init(void)
    { 
        put_str("thread_init start!\n");
        list_init(&thread_ready_list);
        list_init(&thread_all_list);
        make_main_thread();
        put_str("thread_init done!\n");
    }

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### thread.h ###

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#ifndef __THREAD_THREAD_H
    #define __THREAD_THREAD_H
    #include "stdint.h"
    #include "list.h"
    
    typedef void thread_func(void*); //这里有点不懂定义的什么意思 搜了搜博客 发现是函数声明 
                              
    enum task_status
    { 
        TASK_RUNNING, // 0
        TASK_READY,   // 1
        TASK_BLOCKED, // 2
        TASK_WAITING, // 3
        TASK_HANGING, // 4
        TASK_DIED     // 5
    };
    
    /* intr_stack 用于处理中断被切换的上下文环境储存 */
    /* 这里我又去查了一下 为什么是反着的 越在后面的参数 地址越高 */
    
    struct intr_struct
    { 
        uint32_t vec_no; //中断号
        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;
        
        uint32_t err_code;
        void (*eip) (void);        //这里声明了一个函数指针 
        uint32_t cs;
        uint32_t eflags;
        void* esp;
        uint32_t ss;
    };
    
    
    /* 线程栈 保护线程环境 */
    
    struct thread_stack
    { 
        uint32_t ebp;
        uint32_t ebx;
        uint32_t edi;
        uint32_t esi;
    
        void (*eip) (thread_func* func,void* func_arg); //和下面的相互照应 以ret 汇编代码进入kernel_thread函数调用
        
        void (*unused_retaddr);                         //占位数 在栈顶站住了返回地址的位置 因为是汇编ret 
        thread_func* function;                          //进入kernel_thread要调用的函数地址
        void* func_arg;				      //参数指针
    };
    
    struct task_struct
    { 
        uint32_t* self_kstack;                          //pcb中的 kernel_stack 内核栈
        enum task_status status;                        //线程状态
        uint8_t priority;				      //特权级
        uint8_t ticks;				      //在cpu 运行的滴答数 看ticks 来判断是否用完了时间片
        uint32_t elapsed_ticks;                         //一共执行了多久
        char name[16];
        
        struct list_elem general_tag;                   //就绪队列中的连接节点
        struct list_elem all_list_tag;		      //总队列的连接节点
        
        uint32_t* pgdir;				      //进程自己页表的虚拟地址 线程没有 
        uint32_t stack_magic;			      //越界检查 因为我们pcb上面的就是我们要用的栈了 到时候还要越界检查
    };
    
    struct task_struct* running_thread(void);
    void kernel_thread(thread_func* function,void* func_arg);
    void thread_create(struct task_struct* pthread,thread_func function,void* func_arg);
    void init_thread(struct task_struct* pthread,char* name,int prio);
    struct task_struct* thread_start(char* name,int prio,thread_func function,void* func_arg);
    void make_main_thread(void);
    void schedule(void);
    void thread_init(void);
    
    #endif

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### interrupt.c ###

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#include "interrupt.h"
    #include "stdint.h"
    #include "global.h"
    #include "io.h"
    #include "print.h"
    
    #define PIC_M_CTRL 0x20 // 这里用的可编程中断控制器是8259A,主片的控制端口是0x20
    #define PIC_M_DATA 0x21 // 主片的数据端口是0x21
    #define PIC_S_CTRL 0xa0 // 从片的控制端口是0xa0
    #define PIC_S_DATA 0xa1 // 从片的数据端口是0xa1
    
    #define IDT_DESC_CNT 0x21 // 目前总共支持的中断数
    
    #define EFLAGS_IF 0x00000200 // eflags寄存器中的if位为1
    #define GET_EFLAGS(EFLAG_VAR) asm volatile("pushfl; popl %0" : "=g" (EFLAG_VAR))
    
    
    /*中断门描述符结构体*/
    struct gate_desc { 
       uint16_t    func_offset_low_word;
       uint16_t    selector;
       uint8_t     dcount;   //此项为双字计数字段，是门描述符中的第4字节。此项固定值，不用考虑
       uint8_t     attribute;
       uint16_t    func_offset_high_word;
    };
    
    // 静态函数声明,非必须
    static void pic_init(void);
    static void make_idt_desc(struct gate_desc* p_gdesc, uint8_t attr, intr_handler function);
    static void general_intr_handler(uint8_t vec_nr);
    static void exception_init(void);
    void idt_init(void);
    void register_handler(uint8_t vec_no,intr_handler function);
    
    static struct gate_desc idt[IDT_DESC_CNT];   // idt是中断描述符表,本质上就是个中断门描述符数组
    void register_handler(uint8_t vec_no,intr_handler function);
    
    
    char* intr_name[IDT_DESC_CNT];		     // 用于保存异常的名字
    
    
    /******** 定义中断处理程序数组 ******** * 在kernel.S中定义的intrXXentry只是中断处理程序的入口, * 最终调用的是ide_table中的处理程序*/
    intr_handler idt_table[IDT_DESC_CNT];
    
    /********************************************/
    extern intr_handler intr_entry_table[IDT_DESC_CNT];	    // 声明引用定义在kernel.S中的中断处理函数入口数组
    
    
    
    
    
    /* 初始化可编程中断控制器8259A */
    static void pic_init(void) { 
    
       /* 初始化主片 */
       outb (PIC_M_CTRL, 0x11);   // ICW1: 边沿触发,级联8259, 需要ICW4.
       outb (PIC_M_DATA, 0x20);   // ICW2: 起始中断向量号为0x20,也就是IR[0-7] 为 0x20 ~ 0x27.
       outb (PIC_M_DATA, 0x04);   // ICW3: IR2接从片. 
       outb (PIC_M_DATA, 0x01);   // ICW4: 8086模式, 正常EOI
    
       /* 初始化从片 */
       outb (PIC_S_CTRL, 0x11);    // ICW1: 边沿触发,级联8259, 需要ICW4.
       outb (PIC_S_DATA, 0x28);    // ICW2: 起始中断向量号为0x28,也就是IR[8-15] 为 0x28 ~ 0x2F.
       outb (PIC_S_DATA, 0x02);    // ICW3: 设置从片连接到主片的IR2引脚
       outb (PIC_S_DATA, 0x01);    // ICW4: 8086模式, 正常EOI
       
       outb (PIC_M_DATA, 0xfe);
       outb (PIC_S_DATA, 0xff);
    
       put_str(" pic_init done\n");
    }
    
    /* 创建中断门描述符 */
    static void make_idt_desc(struct gate_desc* p_gdesc, uint8_t attr, intr_handler function) {  
       p_gdesc->func_offset_low_word = (uint32_t)function & 0x0000FFFF;
       p_gdesc->selector = SELECTOR_K_CODE;
       p_gdesc->dcount = 0;
       p_gdesc->attribute = attr;
       p_gdesc->func_offset_high_word = ((uint32_t)function & 0xFFFF0000) >> 16;
    }
    
    /*初始化中断描述符表*/
    static void idt_desc_init(void) { 
       int i, lastindex = IDT_DESC_CNT - 1;
       for (i = 0; i < IDT_DESC_CNT; i++) { 
          make_idt_desc(&idt[i], IDT_DESC_ATTR_DPL0, intr_entry_table[i]); 
       }
    /* 单独处理系统调用,系统调用对应的中断门dpl为3, * 中断处理程序为单独的syscall_handler */
       put_str(" idt_desc_init done\n");
    }
    
    
    
    /* 通用的中断处理函数,一般用在异常出现时的处理 */
    static void general_intr_handler(uint8_t vec_nr) { 
       if (vec_nr == 0x27 || vec_nr == 0x2f) { 	// 0x2f是从片8259A上的最后一个irq引脚，保留
          return;		//IRQ7和IRQ15会产生伪中断(spurious interrupt),无须处理。
       }
       set_cursor(0);                                         //光标设置在0号位
       int cursor_pos = 0;
       while((cursor_pos++) < 320)			    //一行80字 4行空格
       	put_char(' ');			
       
       set_cursor(0);
       put_str("!!!!!! excetion message begin !!!!!!\n");
       set_cursor(88);					    //第二行第八个字开始打印
       put_str(intr_name[vec_nr]);                            //打印中断向量号
       if(vec_nr == 14)
       { 
       	int page_fault_vaddr = 0;
       	asm("movl %%cr2,%0" : "=r" (page_fault_vaddr));   //把虚拟地址 出错的放到了这个变量里面
    	put_str("\npage fault addr is ");
    	put_int(page_fault_vaddr);
       }
       put_str("!!!!!! excetion message end !!!!!!\n");
       
       while(1);                                              //悬停
    }
    
    
    /* 完成一般中断处理函数注册及异常名称注册 */
    static void exception_init(void) { 			    // 完成一般中断处理函数注册及异常名称注册
       int i;
       for (i = 0; i < IDT_DESC_CNT; i++) { 
    
    /* idt_table数组中的函数是在进入中断后根据中断向量号调用的, * 见kernel/kernel.S的call [idt_table + %1*4] */
          idt_table[i] = general_intr_handler;		    // 默认为general_intr_handler。
    							    // 以后会由register_handler来注册具体处理函数。
          intr_name[i] = "unknown";				    // 先统一赋值为unknown 
       }
       intr_name[0] = "#DE Divide Error";
       intr_name[1] = "#DB Debug Exception";
       intr_name[2] = "NMI Interrupt";
       intr_name[3] = "#BP Breakpoint Exception";
       intr_name[4] = "#OF Overflow Exception";
       intr_name[5] = "#BR BOUND Range Exceeded Exception";
       intr_name[6] = "#UD Invalid Opcode Exception";
       intr_name[7] = "#NM Device Not Available Exception";
       intr_name[8] = "#DF Double Fault Exception";
       intr_name[9] = "Coprocessor Segment Overrun";
       intr_name[10] = "#TS Invalid TSS Exception";
       intr_name[11] = "#NP Segment Not Present";
       intr_name[12] = "#SS Stack Fault Exception";
       intr_name[13] = "#GP General Protection Exception";
       intr_name[14] = "#PF Page-Fault Exception";
       // intr_name[15] 第15项是intel保留项，未使用
       intr_name[16] = "#MF x87 FPU Floating-Point Error";
       intr_name[17] = "#AC Alignment Check Exception";
       intr_name[18] = "#MC Machine-Check Exception";
       intr_name[19] = "#XF SIMD Floating-Point Exception";
    
    }
    
    
    /*完成有关中断的所有初始化工作*/
    void idt_init() { 
       put_str("idt_init start\n");
       idt_desc_init();	   // 初始化中断描述符表
       exception_init();	   // 异常名初始化并注册通常的中断处理函数
       pic_init();		   // 初始化8259A
    
       /* 加载idt */
       uint64_t idt_operand = ((sizeof(idt) - 1) | ((uint64_t)(uint32_t)idt << 16));
       asm volatile("lidt %0" : : "m" (idt_operand));
       put_str("idt_init done\n");
    }
    
    void register_handler(uint8_t vec_no,intr_handler function)
    { 
        //把相关向量号的注册函数指针放进去了
        idt_table[vec_no] = function;
    }
    
    enum intr_status intr_enable()
    { 
        if(intr_get_status() != INTR_ON)
        { 
        	asm volatile("sti");
        	return INTR_OFF;
        }
        return INTR_ON;
    }
    
    enum intr_status intr_disable()
    { 
        if(intr_get_status() != INTR_OFF)
        { 
       	asm volatile("cli");
       	return INTR_ON;
        }
        return INTR_OFF;
    }
    
    enum intr_status intr_set_status(enum intr_status status)
    { 
        return (status == INTR_ON) ? intr_enable() : intr_disable();
    }
    
    enum intr_status intr_get_status()
    { 
        uint32_t eflags = 0;
        GET_EFLAGS(eflags);
        return (eflags & EFLAGS_IF) ? INTR_ON : INTR_OFF; 
    }

--------------------

### switch.S ###

--------------------

[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

--------------------

### 稍加修改过的print.S ###

--------------------

**为了用`set_cursor` 修改了一下 把`set_cursor`变成可以调用的函数了**

TI_GDT equ  0
    RPL0  equ   0
    SELECTOR_VIDEO equ (0x0003<<3) + TI_GDT + RPL0
    
    section .data
    put_int_buffer    dq    0     ; 定义8字节缓冲区用于数字到字符的转换
    
    [bits 32]
    section .text
    ;--------------------------------------------
    ;put_str 通过put_char来打印以0字符结尾的字符串
    ;--------------------------------------------
    global put_str
    put_str:
    ;由于本函数中只用到了ebx和ecx,只备份这两个寄存器
       push ebx
       push ecx
       xor ecx, ecx		      ; 准备用ecx存储参数,清空
       mov ebx, [esp + 12]	      ; 从栈中得到待打印的字符串地址 
    .goon:
       mov cl, [ebx]
       cmp cl, 0		      ; 如果处理到了字符串尾,跳到结束处返回
       jz .str_over
       push ecx		      ; 为put_char函数传递参数
       call put_char
       add esp, 4		      ; 回收参数所占的栈空间
       inc ebx		      ; 使ebx指向下一个字符
       jmp .goon
    .str_over:
       pop ecx
       pop ebx
       ret
    
    
    ;--------------------   将小端字节序的数字变成对应的ascii后，倒置   -----------------------
    ;输入：栈中参数为待打印的数字
    ;输出：在屏幕上打印16进制数字,并不会打印前缀0x,如打印10进制15时，只会直接打印f，不会是0xf
    ;------------------------------------------------------------------------------------------
    global put_int
    put_int:
       pushad
       mov ebp, esp
       mov eax, [ebp+4*9]		       ; call的返回地址占4字节+pushad的8个4字节
       mov edx, eax
       mov edi, 7                          ; 指定在put_int_buffer中初始的偏移量
       mov ecx, 8			       ; 32位数字中,16进制数字的位数是8个
       mov ebx, put_int_buffer
    
    ;将32位数字按照16进制的形式从低位到高位逐个处理,共处理8个16进制数字
    .16based_4bits:			       ; 每4位二进制是16进制数字的1位,遍历每一位16进制数字
       and edx, 0x0000000F		       ; 解析16进制数字的每一位。and与操作后,edx只有低4位有效
       cmp edx, 9			       ; 数字0～9和a~f需要分别处理成对应的字符
       jg .is_A2F 
       add edx, '0'			       ; ascii码是8位大小。add求和操作后,edx低8位有效。
       jmp .store
    .is_A2F:
       sub edx, 10			       ; A~F 减去10 所得到的差,再加上字符A的ascii码,便是A~F对应的ascii码
       add edx, 'A'
    
    ;将每一位数字转换成对应的字符后,按照类似“大端”的顺序存储到缓冲区put_int_buffer
    ;高位字符放在低地址,低位字符要放在高地址,这样和大端字节序类似,只不过咱们这里是字符序.
    .store:
    ; 此时dl中应该是数字对应的字符的ascii码
       mov [ebx+edi], dl		       
       dec edi
       shr eax, 4
       mov edx, eax 
       loop .16based_4bits
    
    ;现在put_int_buffer中已全是字符,打印之前,
    ;把高位连续的字符去掉,比如把字符000123变成123
    .ready_to_print:
       inc edi			       ; 此时edi退减为-1(0xffffffff),加1使其为0
    .skip_prefix_0:  
       cmp edi,8			       ; 若已经比较第9个字符了，表示待打印的字符串为全0 
       je .full0 
    ;找出连续的0字符, edi做为非0的最高位字符的偏移
    .go_on_skip:   
       mov cl, [put_int_buffer+edi]
       inc edi
       cmp cl, '0' 
       je .skip_prefix_0		       ; 继续判断下一位字符是否为字符0(不是数字0)
       dec edi			       ;edi在上面的inc操作中指向了下一个字符,若当前字符不为'0',要恢复edi指向当前字符		       
       jmp .put_each_num
    
    .full0:
       mov cl,'0'			       ; 输入的数字为全0时，则只打印0
    .put_each_num:
       push ecx			       ; 此时cl中为可打印的字符
       call put_char
       add esp, 4
       inc edi			       ; 使edi指向下一个字符
       mov cl, [put_int_buffer+edi]	       ; 获取下一个字符到cl寄存器
       cmp edi,8
       jl .put_each_num
       popad
       ret
    
    ;------------------------   put_char   -----------------------------
    ;功能描述:把栈中的1个字符写入光标所在处
    ;-------------------------------------------------------------------   
    global put_char
    put_char:
       pushad	   ;备份32位寄存器环境
       ;需要保证gs中为正确的视频段选择子,为保险起见,每次打印时都为gs赋值
       mov ax, SELECTOR_VIDEO	       ; 不能直接把立即数送入段寄存器
       mov gs, ax
    
    ;;;;;;;;;  获取当前光标位置 ;;;;;;;;;
       ;先获得高8位
       mov dx, 0x03d4  ;索引寄存器
       mov al, 0x0e	   ;用于提供光标位置的高8位
       out dx, al
       mov dx, 0x03d5  ;通过读写数据端口0x3d5来获得或设置光标位置 
       in al, dx	   ;得到了光标位置的高8位
       mov ah, al
    
       ;再获取低8位
       mov dx, 0x03d4
       mov al, 0x0f
       out dx, al
       mov dx, 0x03d5 
       in al, dx
    
       ;将光标存入bx
       mov bx, ax	  
       ;下面这行是在栈中获取待打印的字符
       mov ecx, [esp + 36]	      ;pushad压入4×8＝32字节,加上主调函数的返回地址4字节,故esp+36字节
       cmp cl, 0xd				  ;CR是0x0d,LF是0x0a
       jz .is_carriage_return
       cmp cl, 0xa
       jz .is_line_feed
    
       cmp cl, 0x8				  ;BS(backspace)的asc码是8
       jz .is_backspace
       jmp .put_other	   
    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;
    
     .is_backspace:		      
    ;;;;;;;;;;;;       backspace的一点说明	     ;;;;;;;;;;
    ; 当为backspace时,本质上只要将光标移向前一个显存位置即可.后面再输入的字符自然会覆盖此处的字符
    ; 但有可能在键入backspace后并不再键入新的字符,这时在光标已经向前移动到待删除的字符位置,但字符还在原处,
    ; 这就显得好怪异,所以此处添加了空格或空字符0
       dec bx
       shl bx,1
       mov byte [gs:bx], 0x20		  ;将待删除的字节补为0或空格皆可
       inc bx
       mov byte [gs:bx], 0x07
       shr bx,1
       jmp set_cursor
    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
    
     .put_other:
       shl bx, 1				  ; 光标位置是用2字节表示,将光标值乘2,表示对应显存中的偏移字节
       mov [gs:bx], cl			  ; ascii字符本身
       inc bx
       mov byte [gs:bx],0x07		  ; 字符属性
       shr bx, 1				  ; 恢复老的光标值
       inc bx				  ; 下一个光标值
       cmp bx, 2000		   
       jl set_cursor			  ; 若光标值小于2000,表示未写到显存的最后,则去设置新的光标值
    					  ; 若超出屏幕字符数大小(2000)则换行处理
     .is_line_feed:				  ; 是换行符LF(\n)
     .is_carriage_return:			  ; 是回车符CR(\r)
    					  ; 如果是CR(\r),只要把光标移到行首就行了。
       xor dx, dx				  ; dx是被除数的高16位,清0.
       mov ax, bx				  ; ax是被除数的低16位.
       mov si, 80				  ; 由于是效仿linux，linux中\n便表示下一行的行首，所以本系统中，
       div si				  ; 把\n和\r都处理为linux中\n的意思，也就是下一行的行首。
       sub bx, dx				  ; 光标值减去除80的余数便是取整
    					  ; 以上4行处理\r的代码
    
     .is_carriage_return_end:                 ; 回车符CR处理结束
       add bx, 80
       cmp bx, 2000
     .is_line_feed_end:			  ; 若是LF(\n),将光标移+80便可。  
       jl set_cursor
    
    ;屏幕行范围是0~24,滚屏的原理是将屏幕的1~24行搬运到0~23行,再将第24行用空格填充
     .roll_screen:				  ; 若超出屏幕大小，开始滚屏
       cld  
       mov ecx, 960				  ; 一共有2000-80=1920个字符要搬运,共1920*2=3840字节.一次搬4字节,共3840/4=960次 
       mov esi, 0xc00b80a0			  ; 第1行行首
       mov edi, 0xc00b8000			  ; 第0行行首
       rep movsd				  
    
    ;;;;;;;将最后一行填充为空白
       mov ebx, 3840			  ; 最后一行首字符的第一个字节偏移= 1920 * 2
       mov ecx, 80				  ;一行是80字符(160字节),每次清理1字符(2字节),一行需要移动80次
     .cls:
       mov word [gs:ebx], 0x0720		  ;0x0720是黑底白字的空格键
       add ebx, 2
       loop .cls 
       mov bx,1920				  ;将光标值重置为1920,最后一行的首字符.
    
    global set_cursor:
    set_cursor:   
    					  ;将光标设为bx值
    ;;;;;;; 1 先设置高8位 ;;;;;;;;
       mov dx, 0x03d4			  ;索引寄存器
       mov al, 0x0e				  ;用于提供光标位置的高8位
       out dx, al
       mov dx, 0x03d5			  ;通过读写数据端口0x3d5来获得或设置光标位置 
       mov al, bh
       out dx, al
    
    ;;;;;;; 2 再设置低8位 ;;;;;;;;;
       mov dx, 0x03d4
       mov al, 0x0f
       out dx, al
       mov dx, 0x03d5 
       mov al, bl
       out dx, al
     .put_char_done: 
       popad
       ret

--------------------

### 稍微修改了一下的stdint.h ###

--------------------

**发现`bool` 经常会出错 而且`true` `false`报错 就这里加了一下**

#ifndef __LIB_STDINT_H
    #define __LIB_STDINT_H
    
    #define true 1
    #define false 0
    typedef int bool;
    typedef signed char int8_t;
    typedef signed short int int16_t;
    typedef signed int int32_t;
    typedef signed long long int int64_t;
    typedef unsigned char uint8_t;
    typedef unsigned short int uint16_t;
    typedef unsigned int uint32_t;
    typedef unsigned long long int uint64_t;
    #endif

--------------------

### timer.c ###

--------------------

#include "timer.h"
    #include "io.h"
    #include "print.h"
    #include "../kernel/interrupt.h"
    #include "../thread/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
    
    //自中断开启以来总的滴答数
    uint32_t ticks;
    
    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);
        return;
    } 
    
    void intr_timer_handler(void)
    { 
        struct task_struct* cur_thread = running_thread();   //得到pcb指针
        ASSERT(cur_thread->stack_magic == 0x23333333);	       //检测栈是否溢出
        
        ++ticks;
        ++cur_thread->elapsed_ticks;
        if(!cur_thread->ticks)
        	schedule();
        else    
        	--cur_thread->ticks;
        return;
    }
    
    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);	        //注册时间中断函数 0x20向量号函数更换
        put_str("timer_init done!\n");
        return;
    }

--------------------

### timer.h ###

--------------------

#ifndef __DEVICE_TIME_H
    #define __DEVICE_TIME_H
    #include "stdint.h"
    void frequency_set(uint8_t counter_port ,uint8_t counter_no,uint8_t rwl,uint8_t counter_mode,uint16_t counter_value);
    void intr_timer_handler(void);
    void timer_init(void);
    void mtime_sleep(uint32_t m_seconds);
    #endif

--------------------

### MakeFile ###

--------------------

BUILD_DIR = ./build
    ENTRY_POINT = 0xc0001500
    AS = nasm
    CC = gcc
    LD = ld
    LIB = -I lib/ -I lib/kernel/ -I lib/user/ -I kernel/ -I device/ 
    ASFLAGS = -f elf
    CFLAGS = -Wall -m32 -fno-stack-protector $(LIB) -c -fno-builtin -W -Wstrict-prototypes -Wmissing-prototypes
    LDFLAGS =  -m elf_i386 -Ttext $(ENTRY_POINT) -e main -Map $(BUILD_DIR)/kernel.map
    OBJS = $(BUILD_DIR)/main.o $(BUILD_DIR)/init.o $(BUILD_DIR)/interrupt.o \
          $(BUILD_DIR)/timer.o $(BUILD_DIR)/kernel.o $(BUILD_DIR)/print.o \
          $(BUILD_DIR)/debug.o $(BUILD_DIR)/string.o $(BUILD_DIR)/memory.o \
          $(BUILD_DIR)/bitmap.o $(BUILD_DIR)/thread.o $(BUILD_DIR)/list.o $(BUILD_DIR)/switch.o
          
    ##############     c代码编译     ###############
    $(BUILD_DIR)/main.o: kernel/main.c lib/kernel/print.h \
            lib/stdint.h kernel/init.h lib/string.h kernel/memory.h \
            thread/thread.h kernel/interrupt.h
    	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
    
    $(BUILD_DIR)/init.o: kernel/init.c kernel/init.h lib/kernel/print.h \
            lib/stdint.h kernel/interrupt.h device/timer.h kernel/memory.h \
            thread/thread.h
    	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
    
    $(BUILD_DIR)/interrupt.o: kernel/interrupt.c kernel/interrupt.h \
            lib/stdint.h kernel/global.h lib/kernel/io.h lib/kernel/print.h
    	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
    
    $(BUILD_DIR)/timer.o: device/timer.c device/timer.h lib/kernel/io.h lib/kernel/print.h \
            kernel/interrupt.h thread/thread.h kernel/debug.h
    	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
    
    $(BUILD_DIR)/debug.o: kernel/debug.c kernel/debug.h \
            lib/kernel/print.h lib/stdint.h kernel/interrupt.h
    	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
    	
    $(BUILD_DIR)/string.o: lib/string.c lib/string.h \
    	kernel/debug.h kernel/global.h
    	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
    	
    $(BUILD_DIR)/memory.o: kernel/memory.c kernel/memory.h \
    	lib/stdint.h lib/kernel/bitmap.h kernel/debug.h lib/string.h
    	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
    	
    $(BUILD_DIR)/bitmap.o: lib/kernel/bitmap.c lib/kernel/bitmap.h kernel/global.h \
    	lib/string.h kernel/interrupt.h lib/kernel/print.h kernel/debug.h
    	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
    	
    $(BUILD_DIR)/thread.o: thread/thread.c thread/thread.h \
    	lib/stdint.h lib/string.h kernel/global.h kernel/memory.h \
    	kernel/debug.h kernel/interrupt.h lib/kernel/print.h
    	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
    	
    $(BUILD_DIR)/list.o: lib/kernel/list.c lib/kernel/list.h \
    	kernel/interrupt.h lib/stdint.h kernel/debug.h
    	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
    	
    ##############    汇编代码编译    ###############
    $(BUILD_DIR)/kernel.o: kernel/kernel.S
    	$(AS) $(ASFLAGS) $< -o $@
    
    $(BUILD_DIR)/print.o: lib/kernel/print.S
    	$(AS) $(ASFLAGS) $< -o $@
    
    $(BUILD_DIR)/switch.o: thread/switch.S
    	$(AS) $(ASFLAGS) $< -o $@
    
    ##############    链接所有目标文件    #############
    $(BUILD_DIR)/kernel.bin: $(OBJS)
    	$(LD) $(LDFLAGS) $^ -o $@
    
    .PHONY : mk_dir hd clean all
    
    mk_dir:
    	if [ ! -d $(BUILD_DIR) ]; then mkdir $(BUILD_DIR); fi
    
    hd:
    	dd if=$(BUILD_DIR)/kernel.bin \
               of=/home/cooiboi/bochs/hd60M.img \
               bs=512 count=200 seek=9 conv=notrunc
    
    clean:
    	cd $(BUILD_DIR) && rm -f  ./* build: $(BUILD_DIR)/kernel.bin all: mk_dir build hd

--------------------

## 最终实现效果 ##

--------------------

**不知道是不是因为字符串的原因 动不动就会直接报错 感觉可能就是因为同步的问题 最后这里直接会卡死 希望应该后面一章的锁给做了 这里就不会报错了**  
**如果不是的话 我脆弱的心脏哪天出事的话 我都不会感觉到意外 做操作系统心脏真的得好啊**  
**先写到这里 吃晚饭去了 咕~**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3NTAwNTE2_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

[Link 1]: https://love6.blog.csdn.net/article/details/119133589
[C]: https://blog.csdn.net/pengpengjy/article/details/73727436
[C_typedef]: https://blog.csdn.net/xlhcgd/article/details/50825304
[c_typedef_c_typedef]: https://blog.csdn.net/weixin_39934640/article/details/117054108
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