创建第0个内核线程idleproc

创建第 0 个内核线程 idleproc

在init.c::kern_init函数调用了proc.c::proc_init函数。proc_init函数启动了创建内核线程的步骤。首先当前的执行上下文（从kern_init 启动至今）就可以看成是uCore内核（也可看做是内核进程）中的一个内核线程的上下文。为此，uCore通过给当前执行的上下文分配一个进程控制块以及对它进行相应初始化，将其打造成第0个内核线程 -- idleproc。具体步骤如下：

首先调用alloc_proc函数来通过kmalloc函数获得proc_struct结构的一块内存块-，作为第0个进程控制块。并把proc进行初步初始化（即把proc_struct中的各个成员变量清零）。但有些成员变量设置了特殊的值，比如：

 proc->state = PROC_UNINIT;  设置进程为“初始”态
 proc->pid = -1;             设置进程pid的未初始化值
 proc->cr3 = boot_cr3;       使用内核页目录表的基址
 ...

上述三条语句中,第一条设置了进程的状态为“初始”态，这表示进程已经 “出生”了，正在获取资源茁壮成长中；第二条语句设置了进程的pid为-1，这表示进程的“身份证号”还没有办好；第三条语句表明由于该内核线程在内核中运行，故采用为uCore内核已经建立的页表，即设置为在uCore内核页表的起始地址boot_cr3。后续实验中可进一步看出所有内核线程的内核虚地址空间（也包括物理地址空间）是相同的。既然内核线程共用一个映射内核空间的页表，这表示内核空间对所有内核线程都是“可见”的，所以更精确地说，这些内核线程都应该是从属于同一个唯一的“大内核进程”—uCore内核。

接下来，proc_init函数对idleproc内核线程进行进一步初始化：

idleproc->pid = 0;
idleproc->state = PROC_RUNNABLE;
idleproc->kstack = (uintptr_t)bootstack;
idleproc->need_resched = 1;
set_proc_name(idleproc, "idle");

需要注意前4条语句。第一条语句给了idleproc合法的身份证号--0，这名正言顺地表明了idleproc是第0个内核线程。通常可以通过pid的赋值来表示线程的创建和身份确定。“0”是第一个的表示方法是计算机领域所特有的，比如C语言定义的第一个数组元素的小标也是“0”。第二条语句改变了idleproc的状态，使得它从“出生”转到了“准备工作”，就差uCore调度它执行了。第三条语句设置了idleproc所使用的内核栈的起始地址。需要注意以后的其他线程的内核栈都需要通过分配获得，因为uCore启动时设置的内核栈直接分配给idleproc使用了。第四条很重要，因为uCore希望当前CPU应该做更有用的工作，而不是运行idleproc这个“无所事事”的内核线程，所以把idleproc->need_resched设置为“1”，结合idleproc的执行主体--cpu_idle函数的实现，可以清楚看出如果当前idleproc在执行，则只要此标志为1，马上就调用schedule函数要求调度器切换其他进程执行。