一种通过堆栈改变PC程序计数器的方法

liu_z-w

在研究多任务操作系统时候，遇到了一个很瓶颈的问题：如何任务切换的时候，C语言是怎么指定程序进入指定的用户程序的？（即编写的多任务死循环函数）
基于以上问题，在通过查找资料，意外发现。OS设计的时候，需要把任务函数地址入栈，那么这个目的是什么呢？？看如下网址：
https://zhidao.baidu.com/question/537673906.html
这种方法是通过把函数地址入栈，然后再 RET 便可以跳到 入栈的函数地址执行函数。代码如下：

MOV DPTR,#DELAY    ；DELAY是函数名，DPTR是一个16为的数据指针，而函数名是16位的
;DEC SP            ；网址里的哥们是要把SP减2，我也不知道原因，我没减也没问题
;DEC SP
PUSH DPL           ；先把函数低地址入栈，再高位入栈，51堆栈是8位储存方式
PUSH DPH
RET           ；退出指令





我们分析上面指令， 首先总体思路是：把函数地址入栈，然后调用RET指令，此时，会返回堆栈里储存的PC指针，当然就是我们入栈的函数地址了，这就是堆栈里保存的PC指针。

以上这种方法，就是通过堆栈来改变程序入口地址的方法。UCOS II 、RTX、FREERTOS实时操作系统猜测也是用这种方法，因为他们也要把函数地址入栈。（研究了几天这些源代码，看得懵懵懂懂，不是非常确定）。
另外，附纯汇编的调试源代码，验证这种方法。（LZ已验证）

liu_z-w

这种方法，很多人都不知道，资料也找不到，但是感觉还挺有用的。如果说得不对的地方，还望指出。

操作系统

会玩操作系统的都知道.

liu_z-w

操作系统 发表于 2017-4-13 12:33
会玩操作系统的都知道.

好吧。我也只是想让不知道的人知道。

zhxzhx

liu_z-w 发表于 2017-4-13 10:35
这种方法，很多人都不知道，资料也找不到，但是感觉还挺有用的。如果说得不对的地方，还望指出。

必须要减的，减掉的是你这个函数自身原来要返回的地址。你能行是因为你在主函数里直接使用RET，一般这个方法要在中断中使用，用的是iret。
另外，这个方法很多人都知道，纯用C语言，不用汇编也能实现。

操作系统

你的现在这个操作方法,可能只可以等效于汇编的 JMP,还不足够做成操作系统

liu_z-w

zhxzhx 发表于 2017-4-13 12:55
必须要减的，减掉的是你这个函数自身原来要返回的地址。你能行是因为你在主函数里直接使用RET，一般这个 ...

是么。我以前一直认为PC程序计数器无法手动修改，除非C调用函数或者用汇编的跳转指令，C还可以怎么实现这种功能呢？

liu_z-w

操作系统 发表于 2017-4-13 12:55
你的现在这个操作方法,可能只可以等效于汇编的 JMP,还不足够做成操作系统

我觉得比JMP好一点吧，只是以前一直不知道有这个方法。

zhxzhx

操作系统 发表于 2017-4-13 12:55
你的现在这个操作方法,可能只可以等效于汇编的 JMP,还不足够做成操作系统

JMP 的目标不能动态的改变

zhxzhx

liu_z-w 发表于 2017-4-13 21:37
是么。我以前一直认为PC程序计数器无法手动修改，除非C调用函数或者用汇编的跳转指令，C还可以怎么实现这 ...

unsigned char task_id; /*当前活动任务号*/
unsigned char task_sp[MAX_TASKS];   /*任务的栈指针,实际就是每个任务的SP*/
unsigned int task_sleep[MAX_TASKS]; /*任务休眠计时器*/
unsigned char idata task_stack[MAX_TASKS][MAX_TASK_DEP];  /*任务私栈*/

void os_task_switch(void) /*任务切换函数(任务调度器)*/
{
        task_sp[task_id] = SP;
  while(1)
  {
    task_id++;
          if(task_id == MAX_TASKS) task_id = 0;
    if (task_sleep[task_id]==0) break;
  }
        SP = task_sp[task_id];
}

void os_task_load(unsigned int fn, unsigned char tid) /*任务装入函数.将指定的函数(参数1)装入指定(参数2)的任务槽中.*/
{
        task_stack[tid][0] = (unsigned int)fn & 0xff;
        task_stack[tid][1] = (unsigned int)fn >> 8;
        task_sp[tid] = task_stack[tid]+1;  /*准备 RETURN 的数据,SP将等于task_stack[tid][1]的地址*/
  task_sleep[tid]=0;
}

zhxzhx

使用
   os_task_load(task1, 0);
   os_task_load(task2, 1);
   os_task_load(task3, 2);
   os_task_load(task4, 3);
   os_task_start(0);

liu_z-w

zhxzhx 发表于 2017-4-15 19:02
使用
   os_task_load(task1, 0);
   os_task_load(task2, 1);

可以的。大兄弟。不错。