用户态实现线程调度(任务调度)

最新推荐文章于 2025-10-31 07:02:47 发布

原创

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#线程 #任务 #调度 #用户态

本文展示了一个在用户态实现的简单线程调度代码，不支持抢占，线程需自行让出CPU。通过示例代码，可以看到不同任务的执行流程，如usr_task1、usr_task2和usr_task3的执行和退出情况。

代码适用于X86与X86_64架构。

不支持抢占，任务只能自己让出CPU。

下面是代码，将代码全部复制到一个.c文件中，即可编译运行。

/* 
 * 本软件为免费、开源软件。
 * 本软件的版权(包括源码及二进制发布版本)归一切公众所有。
 * 您可以自由使用、传播本软件。
 * 您也可以以任何形式、任何目的使用本软件(包括源码及二进制发布版本)，而不受任何版权限制。
 * =====================
 * 作者: 孙明保
 * 邮箱: sunmingbao@126.com
 */


/* 
 * 本程序实现了用户态的任务调度。
 * 适用于X86及X86_64架构。
 * 编译运行方法:
 * [root@localhost ~]# gcc sched.c 
 * [root@localhost ~]# ./a.out
 */

#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define    MAX_TASK_NUM       (10)
#define    TASK_STACK_SIZE    (4096)

#define    DBG_PRINT(fmt, args...) \
    do \
    { \
        printf("DBG:%s(%d)-%s:\n"fmt"\n", __FILE__,__LINE__,__FUNCTION__,##args); \
    } while (0)

typedef  void * (*task_entry_ptr) (void *);
typedef struct
{
    char               name[64];
    unsigned long      state;
    task_entry_ptr     entry;
    unsigned long      ret;
    unsigned long      sp;
    unsigned long      pc;
    unsigned long      stack[TASK_STACK_SIZE/sizeof(unsigned long)];
} __attribute__((packed)) t_task;

#define    STATE_INVALID    (0)
#define    STATE_SLEEPING   (1)
#define    STATE_RUNNING    (2)
#define    STATE_FINISHED   (3)

t_task g_at_tasks[MAX_TASK_NUM];
int    g_task_cnt = 0;
#define  task_ptr2idx(ptr)  ((t_task *)(ptr)-g_at_tasks)

unsigned long process_main_thread_sp;
t_task        *pt_cur_running_task;
unsigned long prev_task_sp, prev_task_pc;
unsigned long next_task_sp, next_task_pc;

#if defined( __i386)
#define save_context(mem_var_to_save_sp) \
    do \
    { \
        asm volatile("pushfl\n\t" /* save    flags */ \
                     "pushl %%eax\n\t" \
                     "pushl %%edi\n\t" \
                     "pushl %%esi\n\t" \
                     "pushl %%edx\n\t" \
                     "pushl %%ecx\n\t" \
                     "pushl %%ebx\n\t" \
                     "pushl %%ebp\n\t" \
                     "movl %%esp,%[mem_var_to_store_sp]\n\t" \
            : [mem_var_to_store_sp] "=m" (mem_var_to_save_sp)\
                    ); \
    } while (0)


#define restore_context(mem_var_saved_sp) \
    do \
    { \
        asm volatile("movl %[mem_var_contain_sp],%%esp\n\t" \
                     "popl %%ebp\n\t" \
                     "popl %%ebx\n\t" \
                     "popl %%ecx\n\t" \
                     "popl %%edx\n\t" \
                     "popl

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