sched.c

带中文注释的Linux+0.11+源代码

// 指定软盘到正常运转状态所需延迟滴答数（时间）。
// nr -- 软驱号(0-3)，返回值为滴答数。
int
ticks_to_floppy_on (unsigned int nr)
{
  extern unsigned char selected;	// 当前选中的软盘号(kernel/blk_drv/floppy.c,122)。
  unsigned char mask = 0x10 << nr;	// 所选软驱对应数字输出寄存器中启动马达比特位。

  if (nr > 3)
    panic ("floppy_on: nr>3");	// 最多4 个软驱。
  moff_timer[nr] = 10000;	/* 100 s = very big :-) */
  cli ();			/* use floppy_off to turn it off */
  mask |= current_DOR;
  // 如果不是当前软驱，则首先复位其它软驱的选择位，然后置对应软驱选择位。
  if (!selected)
    {
      mask &= 0xFC;
      mask |= nr;
    }
  // 如果数字输出寄存器的当前值与要求的值不同，则向FDC 数字输出端口输出新值(mask)。并且如果
  // 要求启动的马达还没有启动，则置相应软驱的马达启动定时器值(HZ/2 = 0.5 秒或50 个滴答)。
  // 此后更新当前数字输出寄存器值current_DOR。
  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];
}

// 等待指定软驱马达启动所需时间。
void
floppy_on (unsigned int nr)
{
  cli ();			// 关中断。
  while (ticks_to_floppy_on (nr))	// 如果马达启动定时还没到，就一直把当前进程置
    sleep_on (nr + wait_motor);	// 为不可中断睡眠状态并放入等待马达运行的队列中。
  sti ();			// 开中断。
}

// 置关闭相应软驱马达停转定时器（3 秒）。
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计时值。该子程序是在时钟定时
// 中断中被调用，因此每一个滴答(10ms)被调用一次，更新马达开启或停转定时器的值。如果某
// 一个马达停转定时到，则将数字输出寄存器马达启动位复位。
void
do_floppy_timer (void)
{
  int i;
  unsigned char mask = 0x10;

  for (i = 0; i < 4; i++, mask <<= 1)
    {
      if (!(mask & current_DOR))	// 如果不是DOR 指定的马达则跳过。
	continue;
      if (mon_timer[i])
	{
	  if (!--mon_timer[i])
	    wake_up (i + wait_motor);	// 如果马达启动定时到则唤醒进程。
	}
      else if (!moff_timer[i])
	{			// 如果马达停转定时到则
	  current_DOR &= ~mask;	// 复位相应马达启动位，并
	  outb (current_DOR, FD_DOR);	// 更新数字输出寄存器。
	}
      else
	moff_timer[i]--;	// 马达停转计时递减。
    }
}

#define TIME_REQUESTS 64	// 最多可有64 个定时器链表（64 个任务）。

// 定时器链表结构和定时器数组。
static struct timer_list
{
  long jiffies;			// 定时滴答数。
  void (*fn) ();		// 定时处理程序。
  struct timer_list *next;	// 下一个定时器。
}
timer_list[TIME_REQUESTS], *next_timer = NULL;

// 添加定时器。输入参数为指定的定时值(滴答数)和相应的处理程序指针。
// jiffies – 以10 毫秒计的滴答数；*fn()- 定时时间到时执行的函数。
void
add_timer (long jiffies, void (*fn) (void))
{
  struct timer_list *p;

  // 如果定时处理程序指针为空，则退出。
  if (!fn)
    return;
  cli ();
  // 如果定时值<=0，则立刻调用其处理程序。并且该定时器不加入链表中。
  if (jiffies <= 0)
    (fn) ();
  else
    {
      // 从定时器数组中，找一个空闲项。
      for (p = timer_list; p < timer_list + TIME_REQUESTS; p++)
	if (!p->fn)
	  break;
      // 如果已经用完了定时器数组，则系统崩溃?。
      if (p >= timer_list + TIME_REQUESTS)
	panic ("No more time requests free");
      // 向定时器数据结构填入相应信息。并链入链表头
      p->fn = fn;
      p->jiffies = jiffies;
      p->next = next_timer;
      next_timer = p;
      // 链表项按定时值从小到大排序。在排序时减去排在前面需要的滴答数，这样在处理定时器时只要
      // 查看链表头的第一项的定时是否到期即可。[[?? 这段程序好象没有考虑周全。如果新插入的定时
      // 器值 < 原来头一个定时器值时，也应该将所有后面的定时值均减去新的第1 个的定时值。]]
      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->jiffies = p->next->jiffies;
	  p->next->jiffies = jiffies;
	  p = p->next;
	}
    }
  sti ();
}

//// 时钟中断C 函数处理程序，在kernel/system_call.s 中的_timer_interrupt（176 行）被调用。
// 参数cpl 是当前特权级0 或3，0 表示内核代码在执行。
// 对于一个进程由于执行时间片用完时，则进行任务切换。并执行一个计时更新工作。
void
do_timer (long cpl)
{
  extern int beepcount;		// 扬声器发声时间滴答数(kernel/chr_drv/console.c,697)
  extern void sysbeepstop (void);	// 关闭扬声器(kernel/chr_drv/console.c,691)

  // 如果发声计数次数到，则关闭发声。(向0x61 口发送命令，复位位0 和1。位0 控制8253
  // 计数器2 的工作，位1 控制扬声器)。
  if (beepcount)
    if (!--beepcount)
      sysbeepstop ();

  // 如果当前特权级(cpl)为0（最高，表示是内核程序在工作），则将超级用户运行时间stime 递增；
  // 如果cpl > 0，则表示是一般用户程序在工作，增加utime。
  if (cpl)
    current->utime++;
  else
    current->stime++;

  // 如果有用户的定时器存在，则将链表第1 个定时器的值减1。如果已等于0，则调用相应的处理
  // 程序，并将该处理程序指针置为空。然后去掉该项定时器。
  if (next_timer)
    {				// next_timer 是定时器链表的头指针(见270 行)。
      next_timer->jiffies--;
      while (next_timer && next_timer->jiffies <= 0)
	{
	  void (*fn) (void);	// 这里插入了一个函数指针定义！！！??

	  fn = next_timer->fn;
	  next_timer->fn = NULL;
	  next_timer = next_timer->next;
	  (fn) ();		// 调用处理函数。
	}
    }
  // 如果当前软盘控制器FDC 的数字输出寄存器中马达启动位有置位的，则执行软盘定时程序(245 行)。
  if (current_DOR & 0xf0)
    do_floppy_timer ();
  if ((--current->counter) > 0)
    return;			// 如果进程运行时间还没完，则退出。
  current->counter = 0;
  if (!cpl)
    return;			// 对于超级用户程序，不依赖counter 值进行调度。
  schedule ();
}

// 系统调用功能 - 设置报警定时时间值(秒)。
// 如果已经设置过alarm 值，则返回旧值，否则返回0。
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uid。
int
sys_getuid (void)
{
  return current->uid;
}

// 取euid。
int
sys_geteuid (void)
{
  return current->euid;
}

// 取组号gid。
int
sys_getgid (void)
{
  return current->gid;
}

// 取egid。
int
sys_getegid (void)
{
  return current->egid;
}

// 系统调用功能 -- 降低对CPU 的使用优先权（有人会用吗？?）。
// 应该限制increment 大于0，否则的话,可使优先权增大！！
int
sys_nice (long increment)
{
  if (current->priority - increment > 0)
    current->priority -= increment;
  return 0;
}

// 调度程序的初始化子程序。
void
sched_init (void)
{
  int i;
  struct desc_struct *p;	// 描述符表结构指针。

  if (sizeof (struct sigaction) != 16)	// sigaction 是存放有关信号状态的结构。
    panic ("Struct sigaction MUST be 16 bytes");
  // 设置初始任务（任务0）的任务状态段描述符和局部数据表描述符(include/asm/system.h,65)。
  set_tss_desc (gdt + FIRST_TSS_ENTRY, &(init_task.task.tss));
  set_ldt_desc (gdt + FIRST_LDT_ENTRY, &(init_task.task.ldt));
  // 清任务数组和描述符表项（注意i=1 开始，所以初始任务的描述符还在）。
  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++;
    }
  /* Clear NT, so that we won't have troubles with that later on */
  /* 清除标志寄存器中的位NT，这样以后就不会有麻烦 */
  // NT 标志用于控制程序的递归调用(Nested Task)。当NT 置位时，那么当前中断任务执行
  // iret 指令时就会引起任务切换。NT 指出TSS 中的back_link 字段是否有效。
  __asm__ ("pushfl ; andl $0xffffbfff,(%esp) ; popfl");	// 复位NT 标志。
  ltr (0);			// 将任务0 的TSS 加载到任务寄存器tr。
  lldt (0);			// 将局部描述符表加载到局部描述符表寄存器。
  // 注意！！是将GDT 中相应LDT 描述符的选择符加载到ldtr。只明确加载这一次，以后新任务
  // LDT 的加载，是CPU 根据TSS 中的LDT 项自动加载。
  // 下面代码用于初始化8253 定时器。
  outb_p (0x36, 0x43);		/* binary, mode 3, LSB/MSB, ch 0 */
  outb_p (LATCH & 0xff, 0x40);	/* LSB */// 定时值低字节。
  outb (LATCH >> 8, 0x40);	/* MSB */// 定时值高字节。
  // 设置时钟中断处理程序句柄（设置时钟中断门）。
  set_intr_gate (0x20, &timer_interrupt);
  // 修改中断控制器屏蔽码，允许时钟中断。
  outb (inb_p (0x21) & ~0x01, 0x21);
  // 设置系统调用中断门。
  set_system_gate (0x80, &system_call);
}