# task_switch_test

**Repository Path**: 58291/task_switch_test

## Basic Information

- **Project Name**: task_switch_test
- **Description**: No description available
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: MIT
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2025-03-06
- **Last Updated**: 2025-03-06

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# X86 32位和64位及AArch64任务切换实现的简单测试

这个项目展示了在不同CPU架构下实现简单协作式任务调度器的方法，通过三个子项目分别展示了32位(i386)、64位(x86_64)和AArch64架构下的任务切换实现。

## 项目概述

本项目主要目的是通过实现基本的任务切换机制来展示不同架构下的上下文切换原理。所有实现都采用协作式调度方式，任务必须主动让出CPU控制权才会进行切换。

## 子项目结构

项目包含三个主要子目录：

- **task_switch_test_i386**：32位架构下的任务切换实现
- **task_switch_test_x64**：64位架构下的任务切换实现
- **task_switch_test_aarch64**：AArch64架构下的任务切换实现

## 实现比较

### 共同特点

- **协作式调度**：三种实现都是协作式的，不支持抢占式
- **汇编实现核心**：任务切换的核心逻辑都使用汇编语言实现
- **基于栈的上下文**：使用栈保存和恢复任务上下文
- **手动寄存器保存**：显式保存和恢复关键寄存器
- **C和汇编混合**：C语言实现任务逻辑，汇编实现上下文切换

### 差异对比

| 特性 | i386 实现 | x86_64 实现 | AArch64 实现 |
|------|----------|------------|-------------|
| 架构 | 32位 x86 | 64位 x86-64 | 64位 ARM |
| TCB大小 | 4KB (页对齐) | 64KB | 64KB |
| 保存寄存器 | EBP, EBX, ESI, EDI | RBX, RBP, R12-R15 | X19-X29, X30(LR) |
| 调用约定 | cdecl | System V AMD64 ABI | AArch64 AAPCS |
| 地址空间 | 32位 | 64位 | 64位 |

## 技术细节

### i386 实现

- 使用4KB页对齐的任务控制块
- 利用栈指针高12位快速定位TCB
- 两个任务交替执行示例
- 适用于资源受限的32位系统

### x64 实现

- 更大的任务控制块(64KB)
- 更多的通用寄存器需要保存和恢复
- 提供更丰富的调度器API
- 支持更复杂的任务创建和管理

### AArch64 实现

- 适配64位ARM架构特性
- 使用64KB任务控制块
- 特有的调用者/被调用者寄存器保存约定
- 利用X30(链接寄存器)处理返回地址
- 针对ARM处理器优化的上下文切换

## 编译和运行

每个子目录包含独立的编译说明。一般步骤如下：

1. i386实现:
   - 使用nasm编译汇编文件
   - 使用gcc的32位模式编译C文件
   - 链接生成可执行文件

2. x64实现:
   - 使用64位编译器编译汇编和C文件
   - 遵循x86-64 System V调用约定

3. AArch64实现:
   - 使用AArch64交叉编译器(aarch64-linux-gnu-gcc)
   - 编译适用于ARM 64位架构的代码

## 学习价值

本项目适合以下场景：
- 了解CPU架构差异对任务切换实现的影响
- 学习汇编语言和C语言混合编程
- 理解操作系统多任务调度的基本原理
- 掌握32位和64位环境下的寄存器使用和调用约定

## 扩展可能性

- 实现抢占式调度
- 添加任务优先级
- 实现任务间的同步和通信
- 增加内存隔离和保护机制

## 限制与注意事项

- 这是教学/演示项目，不适合生产环境
- 缺少错误处理和异常管理
- 无资源管理和回收机制
- 依赖特定架构的汇编代码，可移植性有限

查看各子目录的README文件以获取更详细的实现信息和使用说明。