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实验二进程与线程

马逸君 17300180070

Question 1 阅读allocproc函数，分析这个函数的原理并解释这个函数的作用。

作用：限制同时在使用中的线程数量，如果未超出，则将新申请的进程准备好，供申请者使用。

原理概述：allocproc()函数遍历进程池（进程池是一个大小为常量的进程数组），寻找状态为UNUSED

的进程，若未找到则返回0，若找到则将其状态设为EMBRYO，并对其状态进行必要的初始化工作（包

括分配进程标识符、分配内核中的栈空间、为当前调用的“陷阱帧”(trap frame)预留空间、设置寄存器现

场），以使得该进程可以投入运行。

详细原理：（见代码注释）

static struct proc*

allocproc(void) // 返回所申请到的新进程的指针，失败则返回0（空指针）

{

 struct proc *p; // 用于遍历进程池的循环变量

 char *sp;

 acquire(&ptable.lock); // 给进程表上锁，互斥访问

 for(p = ptable.proc; p < &ptable.proc[NPROC]; p++)

 // 遍历进程池（一个大小为常量的进程数组）

   if(p->state == UNUSED) // 寻找状态为UNUSED(未用,可分配给新进程)的进程

     goto found; // 若找到，则进行必要初始化工作，分配给新进程（见后）

 // 未找到UNUSED进程

 release(&ptable.lock); // 互斥访问过程结束，给进程表解锁

 return 0; // 返回0（空指针），表示分配进程失败

found: // 找到可分配的UNUSED进程

 p->state = EMBRYO; // 将其状态设为EMBRYO(“胚胎”，即将被分配给新进程)

 p->pid = nextpid++; // 分配进程标识符

release(&ptable.lock); // 访问进程表结束，给进程表解锁

// 新进程的内核栈空间的分配

if((p->kstack = kalloc()) == 0){ // 内核申请物理内存，作为新进程栈空间

// kalloc()函数定义在kalloc.c中，分配一个4KB大小的物理内存的页面

p->state = UNUSED;

return 0;

// 如果申请失败，则不能分配新进程。将新进程状态恢复为UNUSED，函数返回0

 }

sp = p->kstack + KSTACKSIZE; // 预留KSTACKSIZE(=4K)大小的空间

// 为新进程的陷阱帧(trap frame)预留空间

// 陷阱帧：异常发生时寄存器组的值，异常/中断处理完毕后从中读取恢复寄存器组的值并继续

执行原来过程

sp -= sizeof *p->tf; // 新进程栈空间的最高处，预留sizeof(trapframe)大小的空间

给陷阱帧

p->tf = (struct trapframe*)sp; // 设定新进程陷阱帧的指针指向这块预留空间的首地

址

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