【第7章】区分系统进程和用户进程

     现在我们的OS已经有4个进程在运行了，分别是TTY和A,B,C。其中ABC是实验性的进程，并不属于OS的一部分，而TTY进程则负责键盘的输入并在显示器中输出的任务，我们的OS要是没有它，就等于是个哑巴。所以我们有必要将它们区分开来，把TTY进程称为系统进程，把A,B,C进程称为用户进程。在程序实现上也就是让系统进程运行在RING1上，而让用户进程运行在RING3上。

     下面就来对程序进行修改，对于系统进程和用户进程的PCB表和TASK表区分开来，而在之前是在一起的，进程栈的空间也得区分开来。分别在global.h和global.c中添加：

extern PCB User_PCB_Table[];
extern TASK User_Task_Table[];
extern u8 User_Proc_Stack_Space_Total[];

PCB User_PCB_Table[USER_PROC_NUM];
u8 User_Proc_Stack_Space_Total[USER_PROC_STACK_SIZE_TOTAL];
u8 Proc_Stack_Space_Total[PROC_STACK_SIZE_TOTAL];
TASK Task_Table[PROC_NUM] = { {tty,PROC_TTY_STACK_SIZE} };
TASK User_Task_Table[USER_PROC_NUM] = { {Proc_A,PROC_A_STACK_SIZE},
                                        {Proc_B,PROC_B_STACK_SIZE},
                                        {Proc_C,PROC_C_STACK_SIZE}
                                      };

     对应的宏也要修改，在proc.h中：

#define PROC_NUM                         1
#define USER_PROC_NUM                    3
#define USER_PROC_STACK_SIZE_TOTAL      (PROC_A_STACK_SIZE + /
                                         PROC_B_STACK_SIZE + /
                                         PROC_C_STACK_SIZE)
#define PROC_STACK_SIZE_TOTAL           (PROC_TTY_STACK_SIZE)

     接下来修改初始化PCB的代码，我们把用户进程的LDT中的描述符的DPL都改为3，各段选择子的RPL也都改为3，在Init_PCB函数中修改：

PCB *p_Cur_PCB = PCB_Table;
    TASK *p_Cur_Task = Task_Table;
    u8 *p_Cur_Top_Of_Stack = Proc_Stack_Space_Total + PROC_STACK_SIZE_TOTAL;
    u16 Cur_LDT_Index = INDEX_OF_FIRST_LDT;
    u32 i;

    for(i = 0 ; i < PROC_NUM ; i++)
    {
        Memory_Set(p_Cur_PCB,sizeof(PCB),0);
        Memory_Copy(&GDT[1],&p_Cur_PCB->ldts[0],sizeof(Descriptor));
        Memory_Copy(&GDT[2],&p_Cur_PCB->ldts[1],sizeof(Descriptor));
        p_Cur_PCB->ldts[0].attr1 &= 0x9f;
        p_Cur_PCB->ldts[0].attr1 |= DA_DPL1;
        p_Cur_PCB->ldts[1].attr1 &= 0x9f;
        p_Cur_PCB->ldts[1].attr1 |= DA_DPL1;
        p_Cur_PCB->stack_frame.ds = 0 + 4 + 1;
        p_Cur_PCB->stack_frame.es = 0 + 4 + 1;
        p_Cur_PCB->stack_frame.gs = 24 + 1 ;
        p_Cur_PCB->stack_frame.fs = 0 + 4 + 1;
        p_Cur_PCB->stack_frame.ss = 0 + 4 + 1;
        p_Cur_PCB->stack_frame.esp = (u32)p_Cur_Top_Of_Stack;
        p_Cur_PCB->stack_frame.cs = 8 + 4 + 1;
        p_Cur_PCB->stack_frame.eip = (u32)p_Cur_Task->eip;
        p_Cur_PCB->stack_frame.eflags = 0x1202;
        p_Cur_PCB->LDT_Selector = (Cur_LDT_Index << 3);
        Fill_Desc(Cur_LDT_Index,(u32)p_Cur_PCB->ldts,sizeof(Descriptor) * 2 - 1,DA_LDT);

        p_Cur_Top_Of_Stack -= p_Cur_Task->stack_size;
        p_Cur_PCB++;
        p_Cur_Task++;
        Cur_LDT_Index++;
    }

    p_Cur_PCB = User_PCB_Table;
    p_Cur_Task = User_Task_Table;
    p_Cur_Top_Of_Stack = User_Proc_Stack_Space_Total + USER_PROC_STACK_SIZE_TOTAL;

    for(i = 0 ; i < USER_PROC_NUM ; i++)
    {
        Memory_Set(p_Cur_PCB,sizeof(PCB),0);
        Memory_Copy(&GDT[1],&p_Cur_PCB->ldts[0],sizeof(Descriptor));
        Memory_Copy(&GDT[2],&p_Cur_PCB->ldts[1],sizeof(Descriptor));
        p_Cur_PCB->ldts[0].attr1 &= 0x9f;
        p_Cur_PCB->ldts[0].attr1 |= DA_DPL3;
        p_Cur_PCB->ldts[1].attr1 &= 0x9f;
        p_Cur_PCB->ldts[1].attr1 |= DA_DPL3;
        p_Cur_PCB->stack_frame.ds = 0 + 4 + 3;
        p_Cur_PCB->stack_frame.es = 0 + 4 + 3;
        p_Cur_PCB->stack_frame.gs = 24 + 3 ;
        p_Cur_PCB->stack_frame.fs = 0 + 4 + 3;
        p_Cur_PCB->stack_frame.ss = 0 + 4 + 3;
        p_Cur_PCB->stack_frame.esp = (u32)p_Cur_Top_Of_Stack;
        p_Cur_PCB->stack_frame.cs = 8 + 4 + 3;
        p_Cur_PCB->stack_frame.eip = (u32)p_Cur_Task->eip;
        p_Cur_PCB->stack_frame.eflags = 0x202;
        p_Cur_PCB->LDT_Selector = (Cur_LDT_Index << 3);
        Fill_Desc(Cur_LDT_Index,(u32)p_Cur_PCB->ldts,sizeof(Descriptor) * 2 - 1,DA_LDT);

        p_Cur_Top_Of_Stack -= p_Cur_Task->stack_size;
        p_Cur_PCB++;
        p_Cur_Task++;
        Cur_LDT_Index++;
    }

      接着在调度程序中也得修改，在Clock_Handler函数中修改：

while(greatest_ticks == 0)
    {
        for(p_PCB = PCB_Table ; p_PCB < PCB_Table + PROC_NUM ; p_PCB++)
        {
            if(p_PCB->ticks > greatest_ticks)
            {
                greatest_ticks = p_PCB->ticks;
                p_Resume_PCB = p_PCB;
            }
        }

        for(p_PCB = User_PCB_Table ; p_PCB < User_PCB_Table + USER_PROC_NUM ; p_PCB++)
        {
            if(p_PCB->ticks > greatest_ticks)
            {
                greatest_ticks = p_PCB->ticks;
                p_Resume_PCB = p_PCB;
            }
        }

        if(greatest_ticks == 0)
        {
            for(p_PCB = PCB_Table ; p_PCB < PCB_Table + PROC_NUM ; p_PCB++)
            {
                p_PCB->ticks = p_PCB->priority;
            }

            for(p_PCB = User_PCB_Table ; p_PCB < User_PCB_Table + USER_PROC_NUM ; p_PCB++)
            {
                p_PCB->ticks = p_PCB->priority;
            }
        }
    }

     最后别忘了在Init_GDT函数中把Video描述符的DPL改为3：

Fill_Desc(3,0xb8000,0xffff,DA_DRW + DA_DPL3);

     搞定，make，运行，会发现没什么改变。但我们已经实现了系统进程和用户进程的区分。