设计一个用户级线程库

无意中受libtask启发看到getcontext这函数,一下子学得我应该能自己写一个用户级线程库了. 

以前做个课程设计时写嵌入式操作系统内核,也写过进程调用的东西.

看到getcontext函数后,我又想练练手了.getcontext把最难搞的保存上下文信息弄好了。

若是自己写必须用汇编，还必须了解对应硬件体系结构的东西

有几个难点要处理:

1.栈大小不够时,如何自动增长?

2.是抢占式的还是协同式的?

采用不可剥夺，协同方式进行线程切换。因为在用户级上采用不可剥夺效率会更高。而且用户应该知道更合理的时机进行切换。提供task_yield函数

 

栈增长的方向要注意,应该是向下的.而数组的增长方向是向上的.

线程的数据结构组织方面

给一个tid，如何直接得到对应的task* ?

存一个task*的数组all,这样就可以通过tid直接得到对应的线程控制结构了.

ready队列搞一个.利用链表把就绪队列管理起来

freeslot分配task*的糟位

最后整个程序退出时要释放task，如何编历到所有分配的资源？ 先把free_slot链表的所有都置为NULL，然后扫描一遍all，对不为NULL的项进行释放。

task_create流程：

分配结构体的空间

初始化成员，包括context

放到ready队列中

 

schedule流程：

死循环

从ready队列中取一项作为running，如果没有ready的了，准备退出

进行swapcontext切换到running的上下文

返回这里意味running做了上下文切换，可能原因是主动yield，读写channel而block，以及线程退出

如果原因是该task要退出，则释放资源

把running置为NULL

 

task_exit流程：

把task的status置为EXITING。要switch到schedule中才能真正释放空间，因为task_exit函数使用的是此task的栈。

把对应的slot回收给free_slot

进行swapcontext换到schedule的上下文

 

task_yield流程：

把当前running挂到ready队列

swapcontext到schedule的上下文

 

线程通信方面。只支持channel

channel中分别挂着阻塞队列(数组)，因无法写管道而阻塞的挂在sender，因读管道阻塞的挂在receiver。队列的每个元素就是struct task*

不单独设置block队列

管道可以是带缓存的也可以不是带缓存的。不带的用void *p

带的有个数组实现的环形队列

 

chan_send流程：

确定是否能写管道

若不能写，将当前线程挂到此通道的sender链中，然后swap到schedule_context进行调度

若可写，则写管道，然后从receiver中挑一个放到ready队列

然后函数返回0表示此函数调用没有被阻塞过

 

非阻塞IO

用户级线程，假如其中用个线程IO阻塞了，则整个进程也会被阻塞

如何解决这个问题？让某个线程IO阻塞后调度器自动切到其它线程继续运行？

核心思想：将IO的文件描述符设置为非阻塞，然后专门开一个后台线程做epoll

fd设置为不阻塞 fdnoblock

fd_read中，若error==EAGAIN则调用fdwait

fdwait函数把fd加到pollfd中，然后切换线程

开一个fdtask线程专程检测就绪的pollfd，此线程的流程：

无限循环：

while(task_yield() > 0);    //确定没有其它task运行时才做IO

if(poll(pollfd,npollfd,ms) < 0) {  //有可运行的fd

    for 每个可运行的线程

        调用task_ready