PROCESS_YIELD()宏和C语言的switch语句< contiki学习笔记之七>

      写在前面:  按照main()函数的代码一行一行的分析,该是看到了 etimer_process 这个位置。但是etimer_process实现里的一个宏 PROCESS_YIELD()引出了很多故事,于是单独把整个宏的东西整理成笔记,贴出来,和学习contiki的伙伴分享。

    在说这个宏之前,得先记下c 语言的switch()遭遇。

    switch()从表面上来看,或许应该是非常简单的问题--C语言的基本功吧。它的使用方式,按照常规来说,如下图所示:

PROCESS_YIELD()宏和C语言的switch语句< contiki学习笔记之七>

好吧,那就贴一段常规的代码:

 1 int main(void)
 2 {
 3     int k = 1;
 4     switch(k) {
 5         case 0: printf("good job!\n");break;
 6         case 1: printf("hello world!\n");break;
 7         default:break;
 8     }
 9     return 0;
10 }

很规矩的一段switch()的代码,几乎是所有C语言书上的教程。输出结果就不再说了。Hello world 嘛。

再来看一段:

 1 int main(void)
 2 {
 3     int k = 1;
 4     switch(k) {
 5         case 0:
 6             do{
 7                 printf("good job !\n");
 8                 case 1:                     printf("Hello world!\n");
11                 }while(0);
12             };
13             return 0;
14 }

这段呢? 能编译通过吗?能执行吗?或者,结果如何?

在QQ群里问了一些,众说纷纭,其中有怀疑者,有否定者,还有猜测者。最难堪的是,有大牛知道这个程序的原理,然后直接让我看C语言书..  

在这种鄙视下,果断的使用以下这个命令:

gcc -S test.c

生成了 test.s文件

打开如下:

 1     .file    "test.c"
 2     .section    .rodata
 3 .LC0:
 4     .string    "good job !"
 5 .LC1:
 6     .string    "Hello world!"
 7     .text
 8     .globl    main
 9     .type    main, @function
10 main:
11 .LFB0:
12     .cfi_startproc
13     pushq    %rbp
14     .cfi_def_cfa_offset 16
15     .cfi_offset 6, -16
16     movq    %rsp, %rbp
17     .cfi_def_cfa_register 6
18     subq    $16, %rsp
19     movl    $1, -4(%rbp)
20     movl    -4(%rbp), %eax
21     testl    %eax, %eax
22     je    .L3
23     cmpl    $1, %eax
24     je    .L4
25     jmp    .L2
26 .L3:
27     movl    $.LC0, %edi
28     call    puts
29 .L4:
30     movl    $.LC1, %edi
31     call    puts
32 .L2:
33     movl    $0, %eax
34     leave
35     .cfi_def_cfa 7, 8
36     ret
37     .cfi_endproc
38 .LFE0:
39     .size    main, .-main
40     .ident    "GCC: (GNU) 4.8.2 20131212 (Red Hat 4.8.2-7)"
41     .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

      好吧,简略的说下这个汇编代码,其中 .LC0  .LC1里面放了我们要打印的字符串。第10行开始是main()的入口地址。然后下面的第26行.L3 和第29行.L4,就是分别打印了.LC0和.LC1里面的字符串。

      像C语言一样,从Main()开始看吧 <中间杂乱的就略过了>,

      第21行, testl 指令开始测试 %eax是正数负数还是0,然后下一条  je  指令,在汇编中表示相等/为0   的话就跳转到某个地方去,这里就跳转到.L3里面去。  

      第23行,cmpl 指令,就是检测  %eax 寄存器的值是否为 1,。若是,则跳转到某个地方去,这里就跳转到.L4里面去。

      第31行和36行,都call 了 puts函数,其实就是gcc 把printf()偷换成了puts吧。

      解释的就这么多,其他无非就是push  pop的操作。这是汇编最爱干的事情。

      另外就是,上面的解释中,不断的使用了 "跳转" 一词,那么,还有一个关键字,在C语言中也是跳转功能,那就是 goto。

     那么,按照上面的思路来说,switch()语句的底层实现,其实就是一个goto原理:先是判断一个值,然后根据这个值跳到某个地方去,这个地方用标签标出来。那么switch(k)这个时候就是在对值进行判断,case 就是那个标签,至于其中goto 被隐含了。一般的人不知道,但是编译器知道---这就足够了。

    一言以蔽之: switch() = 判断 + Lable + goto. --->case语句随便写在switch(){}里面的某个位置,都无所谓了(如果没有break 和return的话)。

    那么,这还是教科书上的switch()吗? 答案有待商榷。但是,按照这段汇编,我们上面那段怪怪的C语言,结果有了,当K = 1的时候,"Hello world";当k = 0的时候,"good job"  "Hello world". 现在是case 0语句里面套了一个case 1语句,若有兴趣,可以在case 1里面再套一个case 2子句,然后把k = 2 看看结果如何....

 

好吧,switch()就先说在这里。接下来看PROCESS_YIELD()宏的展开。

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PROCESS_YIELD()宏

contiki/./core/sys/process.h:

1 #define PROCESS_YIELD()             PT_YIELD(process_pt)

PROCESS_YIELD 被 PT_YIELD替换掉:

PT_YIELD(pt)

contiki/./core/sys/pt.h

1  #define PT_YIELD(pt)                2    do {                      3      PT_YIELD_FLAG = 0;              4      LC_SET((pt)->lc);               5      if(PT_YIELD_FLAG == 0) {            6        return PT_YIELDED;            7      }                       8    } while(0)

先把其中的 LC_SET()宏也打开吧:

contiki/./core/sys/lc-switch.h

1  #define LC_SET(s) s = __LINE__; case __LINE__:

回溯一下,PROCESS_YIELD()宏被替换成这个样子:

1             do {
2                 PT_YIELD_FLAG = 0;
3                 (process_pt)->lc = __LINE__;
4                 case __LINE__:
5                     if(PT_YIELD_FLAG == 0) {
6                         return PT_YIELDED;
7                     }        
8             }while(0);    

说明:

 PT_YIELD_FLAG 这个是在 PROCESS_BEGIN()宏中的产物,一个char 型变量,在PROCESS_BEGIN()中被初始化成了 1。当然在PROCESS_END()里面也有它,并把它置为0了。当然,在PROCESS_YIELD()这里也有它。

(process_pt)->lc = __LINE__;  就是把程序当前行给保存下来了。<但并没有保存现场>

case __LINE__:  这个肯定要和switch()配合用,而且,当switch()的测试值为这个 __LINE__的时候,就跳到这个case里面去执行。

if(PT_YIELD_FLAG == 0) {
return PT_YIELDED;
}

这就没解释的必要了,无非就是在某种条件下,是继续执行程序还是直接返回去了。

 

但,就上面展开的8行代码,铺陈开了故事的所有脉络....

 

关键字:  contiki  switch 汇编

 

若有哪位小伙伴看出错误,求指正:

Email: newleaves@126.com

 

    

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