嵌入式操作系统内核原理和开发(线程切换).doc
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嵌入式操作系统内核原理和开发(线程切换)
在操作系统中,线程切换是很重要的一个环节。如果没有线程的切换,我们如何才能实现多线程的并发运行呢?既然要实现切换,那么一方面,我们需要对原来的寄存器进行保存,另外一方面我们还要压入新堆栈的寄存器,这样才能实现线程切换的效果。在x86下面,因为切换线程的ip地址是固定的,所以切换所需要的寄存器也是固定的,一般来说保存eax、ebx、ecx、edx、esi、edi、ebp和esp即可。比如说,像这样,
[cpp] view plaincopy
void swap(UINT32* prev, UINT32* next)
{
__asm(push %%eax\n\t
push %%ebx\n\t
push %%ecx\n\t
push %%edx\n\t
push %%esi\n\t
push %%edi\n\t
push %%ebp\n\t
push %%esp\n\t
lea 0x8(%%ebp), %%eax\n\t
mov (%%eax), %%eax\n\t
mov %%esp, (%%eax)\n\t
lea 0xc(%%ebp), %%eax\n\t
mov (%%eax), %%eax\n\t
mov (%%eax), %%esp\n\t
pop %%esp\n\t
pop %%ebp\n\t
pop %%edi\n\t
pop %%esi\n\t
pop %%edx\n\t
pop %%ecx\n\t
pop %%ebx\n\t
pop %%eax\n\t
::);
}
上面说的都是对已经运行的线程进行切换。那么刚刚创建的线程怎么进行切换呢?一个不错的方法就是仿真出栈的处理流程。把初始状态的寄存器放在堆栈里面,模仿线程的出栈过程,设置好线程的初始寄存器数值即可。比如说,像这样,[cpp] view plaincopy
void signal_handler(int m)
{
UINT32* data;
UINT32 unit;
if(count != 0)
{
printf(count = %d\n, count++);
return;
}
printf(count = %d\n, count++);
data = (UINT32*)malloc(STACK_LENGTH);
unit = STACK_LENGTH 2;
if(NULL == data)
return;
memset(data, 0, STACK_LENGTH);
data[unit -1] = (UINT32) hello;
data[unit -2] = 0;
data[unit -3] = 0;
data[unit -4] = 0;
data[unit -5] = 0;
data[unit -6] = 0;
data[unit -7] = 0;
data[unit -8] = 0;
data[unit -9] = 0;
data[unit -10] = (UINT32) data[unit - 9];
new = (UINT32) data[unit -10];
swap(old, new);
free(data);
}
最后,我们给出一份完整的代码。在程序收到第一个signal的时候,我们发现代码不仅申请了内存,还初始化成了堆栈的格式,完美地解决了堆栈切换的问题。当然在hello处理结束后,代码又恢复成了原来的格式,而且内存正常释放,一切就像没有发生过一样。试想,如果每一次处理的都是一个function和stack,那基本上就可以模仿线程的运行过程
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