C高级 跨平台协程库。C高级 跨平台协程库。

中 yield retrun,中 yield retrun

1.0 协程库引言

  协程对于上层语言还是于广泛的. 例如C# 中 yield retrun, lua 中
coroutine.yield 等来构建同步出现的程序.

本文就是追如何自最底层实现支付级别之协程库. 在说协程之前,
简单温故一下历程以及线程关系.

经过有一个完好无损的虚拟地址空间,不负让线程而独立存在.
线程是经过的一致片段,没有和谐之地址空间,

跟经过内之任何线程一起共享分配为该过程的兼具资源.进程与线程是1针对性大多涉及,
协程同线程关系也是类似.

一个线程中得以生差不多个协程. 协程同线程相比分别再吃,
线程是操作系统控制调度(异步并发),

设若线程是先后自身控制调度(同步串行). 简单总结协程特性如下:

  1. 比线程具有更尽善尽美的属性(假定, 程序写的无明白失误) ,
省不怎么了操作系统的切换操作

  2. 比线程具有双重不见的内存空间, 线程是操作系统对象十分耗费资源,
协程是用户态资源, 占用系统层资源十分少.

  3. 比线程开发, 逻辑布局还复杂, 需要开发人员了解程序运行走向.

选个例证 数码宝贝例子 : 滚球兽 ->  亚古兽->  暴龙兽-> 
机械暴龙兽 -> 战斗暴龙兽

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‘类比协程进化史’ if .. else / switch -> goto -> setjmp / logjump
-> coroutine -> …….

协程开发是串行程序开发中构建异步效果的开支模型.

本文参考博文和素材记录

  C 的 coroutine
库 :
http://blog.codingnow.com/2012/07/c\_coroutine.html

  纤程 :
http://blog.codingnow.com/2005/10/fiber.html

  cloudwu/coroutine
:  https://github.com/cloudwu/coroutine

这边补充说明一下, 为什么需要再造轮子. 也是来”历史”原因额.
有一个腾讯写的libco协程库, 但是为此底凡集编加cpp混编的.

要云风的coroutine是运作于linux 和 mac OS上的, window上无奈跑.
因此用一个支持linux 加 window上纯c运行的库.

顿时就是设计是库房底史原因. 主要思想或参照云风关于协程的知情,
我只是碰巧站于极端高手的底底下, 兴风作浪~~~~

   头等高手和极致高手的差距在哪里?
https://www.zhihu.com/question/43704220

 

1.0 协程库引言

  协程对于上层语言或比较常见的. 例如C# 中 yield retrun, lua 中
coroutine.yield 等来构建同步出现的程序.

正文就是追如何自脚实现支付级别的协程库. 在说协程之前,
简单温故一下经过与线程关系.

经过有一个完好无缺的虚拟地址空间,不依赖让线程而单独存在.
线程是过程的平片段,没有团结之地方空间,

以及经过内之另外线程一起共享分配受该过程的拥有资源.进程以及线程是1针对性大多关系,
协程同线程关系也是类似.

一个线程中可以出多独协程. 协程同线程相比分别再受,
线程是操作系统控制调度(异步并发),

假定线程是次自身控制调度(同步串行). 简单总结协程特性如下:

  1. 相比线程具有再可以的习性(假定, 程序写的远非确定性失误) ,
省不怎么了操作系统的切换操作

  2. 对照线程具有复少之内存空间, 线程是操作系统对象十分耗费资源,
协程是因此户态资源, 占用系统层资源非常少.

  3. 相对而言线程开发, 逻辑组织还扑朔迷离, 需要开发人员了解程序运行走向.

举个例子 数码宝贝例子 : 滚球兽 ->  亚古兽->  暴龙兽-> 
机械暴龙兽 -> 战斗暴龙兽

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‘类比协程进化史’ if .. else / switch -> goto -> setjmp / logjump
-> coroutine -> …….

协程开发是串行程序开发中构建异步效果的支付模型.

正文参考博文和资料记录

  C 的 coroutine
库 :
http://blog.codingnow.com/2012/07/c\_coroutine.html

  纤程 :
http://blog.codingnow.com/2005/10/fiber.html

  cloudwu/coroutine
:  https://github.com/cloudwu/coroutine

此补充说明一下, 为什么需要再造轮子. 也是发生”历史”原因额.
有一个腾讯写的libco协程库, 但是用底凡汇聚编加cpp混编的.

比方云风的coroutine是运作于linux 和 mac OS上的, window上无奈跑.
因此用一个支撑linux 加 window上纯c运行的库.

旋即就是计划是库房的历史原因. 主要想要参照云风关于协程的明,
我只是碰巧站在无限高手的下面底下, 兴风作浪~~~~

   一品高手和极其高手的异样在乌?
https://www.zhihu.com/question/43704220

 

2.0 协程库操作系统相关文化储备

2.0 协程库操作系统相关知识储备

2.1 window fiber 储备

  window fiber也让纤程. 官方认证是 “Microsoft公司于Windows添加了一如既往种植纤程,以便能够非常容易地拿长存的UNIX服务器应用程序移植到Windows中”.

眼看就算是纤程概念的由来.

  window核心编程中有关fiber介绍
http://www.cnblogs.com/wz19860913/archive/2008/08/26/1276816.html

  Microsoft fiber
desc.aspx) 
https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms682661(v=vs.85).aspx**
**

要是我辈这边见面详细分解其中关于window fiber常用api.
先浏览有关当前线程开启纤程相关接口说明.

//
// Fiber creation flags
//
#define FIBER_FLAG_FLOAT_SWITCH 0x1     // context switch floating point

/*
 * VS编译器特性约定
 * 1. 其参数都是从右向左通过堆栈传递的
 * 2. 函数调用在返回前要由被调用者清理堆栈(被调用函数弹出的时候销毁堆栈)
 */
#define WINAPI      __stdcall

/*
 * 将当前线程转成纤程, 返回转换成功的主纤程对象域
 * lpParameter    : 转换的时候传入到主线程中用户数据
 * dwFlags        : 附加参数, 默认填写 FIBER_FLAG_FLOAT_SWITCH
 *                : 返回转换成功后的主纤程对象域
 */
WINBASEAPI __out_opt LPVOID WINAPI ConvertThreadToFiberEx(
    __in_opt LPVOID lpParameter,
    __in DWORD dwFlags
);

// 得到当前纤程中用户传入的数据, 就是上面 lpParameter
__inline PVOID GetFiberData( void )    { return *(PVOID *) (ULONG_PTR) __readfsdword (0x10);}

// 得到当前运行纤程对象
__inline PVOID GetCurrentFiber( void ) { return (PVOID) (ULONG_PTR) __readfsdword (0x10);}

/*
 * 将当前纤程转换成线程, 对映ConvertThreadToFiberEx操作系列函数. 返回原始环境
 *                : 返回成功状态, TRUE标识成功
 */
WINBASEAPI BOOL WINAPI ConvertFiberToThread(VOID);

 

下是有关什么创造纤程并切换(启动)官方接口说明.

// 标识纤程执行体的注册函数声明, lpFiberParameter 可以通过 GetFiberData 得到
typedef VOID (WINAPI *PFIBER_START_ROUTINE)(LPVOID lpFiberParameter);
typedef PFIBER_START_ROUTINE LPFIBER_START_ROUTINE;

/*
 * 创建一个没有启动纤程对象并返回
 * dwStackCommitSize    : 当前纤程栈大小, 0标识默认大小
 * dwStackReserveSize    : 当前纤程初始化化保留大小, 0标识默认大小
 * dwFlags                : 纤程创建状态, 默认FIBER_FLAG_FLOAT_SWITCH, 支持浮点数操作
 * lpStartAddress        : 指定纤程运行的载体.等同于纤程执行需要指明执行函数
 * lpParameter            : 纤程执行的时候, 传入的用户数据, 在纤程中GetFiberData可以得到
 *                        : 返回创建好的纤程对象 
 */                                              
WINBASEAPI __out_opt LPVOID WINAPI CreateFiberEx(
    __in     SIZE_T dwStackCommitSize,
    __in     SIZE_T dwStackReserveSize,
    __in     DWORD dwFlags,
    __in     LPFIBER_START_ROUTINE lpStartAddress,
    __in_opt LPVOID lpParameter
);

// 销毁一个申请的纤程资源和CreateFiberEx成对出现
WINBASEAPI VOID WINAPI DeleteFiber(__in LPVOID lpFiber);

// 纤程跳转, 跳转到lpFiber指定的纤程
WINBASEAPI VOID WINAPI SwitchToFiber(__in LPVOID lpFiber);

 

 我们经过上面api 写一个基础的言传身教demo , fiber_handle.c, 
实践能互补猜想.

#include <Windows.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// fiber one run
static void WINAPI _fiber_one_run(LPVOID pars) {
    LPVOID * fibers = pars;
    puts("_fiber_one_run start");

    fibers[1] = GetCurrentFiber();
    // 切换到主纤程中
    SwitchToFiber(fibers[0]);

    puts("_fiber_one_run end");
    SwitchToFiber(fibers[0]);
}

/*
 * test 纤程练习
 */
int main(int argc, char * argv[]) {
    PVOID fibers[2];
    // A pointer to a variable that is passed to the fiber. The fiber can retrieve this data by using the GetFiberData macro.
    fibers[0] = ConvertThreadToFiberEx(NULL, FIBER_FLAG_FLOAT_SWITCH);

    // 创建普通纤程, 当前还是在主纤程中
    fibers[1] = CreateFiberEx(0, 0, FIBER_FLAG_FLOAT_SWITCH, _fiber_one_run, fibers);

    puts("main ConvertThreadToFiberEx start");
    SwitchToFiber(fibers[1]);

    puts("main ConvertThreadToFiber SwitchToFiber");
    SwitchToFiber(fibers[1]);
    puts("main ConvertThreadToFiber SwitchToFiber two");

    DeleteFiber(fibers[1]);
    ConvertFiberToThread();
    puts("main ConvertThreadToFiber SwitchToFiber two end");

    return 0;
}

 示例演示结果

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到这时候关于window 纤程部分储备了毕.

祥和拘留同样方方面面, 练习同样全体, 基本上就是能够熟练掌握window fiber 对象了. 哎,
如果人哪NB. 我的怀疑是

  遇到更NB人 &&
不懒

 

2.1 window fiber 储备

  window fiber也深受纤程. 官方认证是 “Microsoft公司于Windows添加了一如既往种纤程,以便能够非常容易地拿现有的UNIX服务器应用程序移植到Windows中”.

立马就是是纤程概念的由来.

  window核心编程中关于fiber介绍
http://www.cnblogs.com/wz19860913/archive/2008/08/26/1276816.html

  Microsoft fiber
desc.aspx) 
https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms682661(v=vs.85).aspx**
**

假使我们这里会见详细说明中有关window fiber常用api.
先浏览有关当前线程开启纤程相关接口说明.

//
// Fiber creation flags
//
#define FIBER_FLAG_FLOAT_SWITCH 0x1     // context switch floating point

/*
 * VS编译器特性约定
 * 1. 其参数都是从右向左通过堆栈传递的
 * 2. 函数调用在返回前要由被调用者清理堆栈(被调用函数弹出的时候销毁堆栈)
 */
#define WINAPI      __stdcall

/*
 * 将当前线程转成纤程, 返回转换成功的主纤程对象域
 * lpParameter    : 转换的时候传入到主线程中用户数据
 * dwFlags        : 附加参数, 默认填写 FIBER_FLAG_FLOAT_SWITCH
 *                : 返回转换成功后的主纤程对象域
 */
WINBASEAPI __out_opt LPVOID WINAPI ConvertThreadToFiberEx(
    __in_opt LPVOID lpParameter,
    __in DWORD dwFlags
);

// 得到当前纤程中用户传入的数据, 就是上面 lpParameter
__inline PVOID GetFiberData( void )    { return *(PVOID *) (ULONG_PTR) __readfsdword (0x10);}

// 得到当前运行纤程对象
__inline PVOID GetCurrentFiber( void ) { return (PVOID) (ULONG_PTR) __readfsdword (0x10);}

/*
 * 将当前纤程转换成线程, 对映ConvertThreadToFiberEx操作系列函数. 返回原始环境
 *                : 返回成功状态, TRUE标识成功
 */
WINBASEAPI BOOL WINAPI ConvertFiberToThread(VOID);

 

下面是关于如何创建纤程并切换(启动)官方接口说明.

// 标识纤程执行体的注册函数声明, lpFiberParameter 可以通过 GetFiberData 得到
typedef VOID (WINAPI *PFIBER_START_ROUTINE)(LPVOID lpFiberParameter);
typedef PFIBER_START_ROUTINE LPFIBER_START_ROUTINE;

/*
 * 创建一个没有启动纤程对象并返回
 * dwStackCommitSize    : 当前纤程栈大小, 0标识默认大小
 * dwStackReserveSize    : 当前纤程初始化化保留大小, 0标识默认大小
 * dwFlags                : 纤程创建状态, 默认FIBER_FLAG_FLOAT_SWITCH, 支持浮点数操作
 * lpStartAddress        : 指定纤程运行的载体.等同于纤程执行需要指明执行函数
 * lpParameter            : 纤程执行的时候, 传入的用户数据, 在纤程中GetFiberData可以得到
 *                        : 返回创建好的纤程对象 
 */                                              
WINBASEAPI __out_opt LPVOID WINAPI CreateFiberEx(
    __in     SIZE_T dwStackCommitSize,
    __in     SIZE_T dwStackReserveSize,
    __in     DWORD dwFlags,
    __in     LPFIBER_START_ROUTINE lpStartAddress,
    __in_opt LPVOID lpParameter
);

// 销毁一个申请的纤程资源和CreateFiberEx成对出现
WINBASEAPI VOID WINAPI DeleteFiber(__in LPVOID lpFiber);

// 纤程跳转, 跳转到lpFiber指定的纤程
WINBASEAPI VOID WINAPI SwitchToFiber(__in LPVOID lpFiber);

 

 我们透过地方api 写一个基础之演示demo , fiber_handle.c, 
实践能上猜想.

#include <Windows.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// fiber one run
static void WINAPI _fiber_one_run(LPVOID pars) {
    LPVOID * fibers = pars;
    puts("_fiber_one_run start");

    fibers[1] = GetCurrentFiber();
    // 切换到主纤程中
    SwitchToFiber(fibers[0]);

    puts("_fiber_one_run end");
    SwitchToFiber(fibers[0]);
}

/*
 * test 纤程练习
 */
int main(int argc, char * argv[]) {
    PVOID fibers[2];
    // A pointer to a variable that is passed to the fiber. The fiber can retrieve this data by using the GetFiberData macro.
    fibers[0] = ConvertThreadToFiberEx(NULL, FIBER_FLAG_FLOAT_SWITCH);

    // 创建普通纤程, 当前还是在主纤程中
    fibers[1] = CreateFiberEx(0, 0, FIBER_FLAG_FLOAT_SWITCH, _fiber_one_run, fibers);

    puts("main ConvertThreadToFiberEx start");
    SwitchToFiber(fibers[1]);

    puts("main ConvertThreadToFiber SwitchToFiber");
    SwitchToFiber(fibers[1]);
    puts("main ConvertThreadToFiber SwitchToFiber two");

    DeleteFiber(fibers[1]);
    ConvertFiberToThread();
    puts("main ConvertThreadToFiber SwitchToFiber two end");

    return 0;
}

 示例演示结果

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至这关于window 纤程部分储备了毕.

投机扣一样方方面面, 练习同样全体, 基本上就能熟练掌握window fiber 对象了. 哎,
如果人什么NB. 我之猜测是

  遇到更NB人 &&
不懒

 

2.2 linux ucontext 储备

  同对linux, 同样有一致拟机制ucp, 上下文记录机制. 翻译了里面用之api 

#include <ucontext.h>

/*
 * 得到当前程序运行此处上下文信息
 * ucp        : 返回当前程序上下文并保存在ucp指向的内存中
 *            : -1标识失败, 0标识成功
 */
int getcontext(ucontext_t * ucp);

/*
 * 设置到执行程序上下文对象中. 
 * ucp        : 准备跳转的上下文对象
 *            : 失败返回-1. 成功不返回
 */
int setcontext(const ucontext_t * ucp);

/*
 * 重新设置ucp上下文. 
 * ucp        : 待设置的上下文对象
 * func        : 新上下文执行函数体, 其实gcc认为声明是void * func(void)
 * argc        : func 函数参数个数
 * ...        : 传入func中的参数
 */
void makecontext(ucontext_t * ucp, void (* func)(), int argc, ...);

/*
 * 保存当前上下文对象 oucp, 并且跳转到执行上下文件对象 ucp 中
 * oucp        : 保存当前上下文对象
 * ucp        : 执行的上下文对象
 *            : 失败返回-1, 成功不返回
 */
int swapcontext (ucontext_t * oucp, ucontext_t * ucp);

 

对比window fiber确实特别清爽. 扩充一下, 关于ucontext_t 一种结构实现

/* Userlevel context.  */
typedef struct ucontext {
     unsigned long int uc_flags;
     struct ucontext * uc_link;                // 下一个执行的序列, NULL不继续执行了
     stack_t uc_stack;                         // 当前上下文, 堆栈信息
     mcontext_t uc_mcontext;
     __sigset_t uc_sigmask;
    struct _libc_fpstate __fpregs_mem;
} ucontext_t;

/* Alternate, preferred interface.  */
typedef struct sigaltstack {
    void * ss_sp;                             // 指向当前堆栈信息首地址
    int ss_flags;
    size_t ss_size;                           // 当前堆栈大小
} stack_t;

上面加了国文注释的片段, 就是咱付出被要利用的几只字段. 设置实行顺序,
指定当前达到下文堆栈信息.

发了这些文化, 我们于linux上练练手, 采用官方 man 手册中提供的一律段子代码,
演示一下结果. ucontext_demo.c 

#include <ucontext.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

static ucontext_t uctx_main, uctx_func1, uctx_func2;

#define handle_error(msg) \
    do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0)

static void _func1(void) {
    printf("func1: started\n");
    printf("func1: swapcontext(&uctx_func1, &uctx_func2)\n");
    if (swapcontext(&uctx_func1, &uctx_func2) == -1)
        handle_error("swapcontext");
    printf("func1: returning\n");
}

static void _func2(void) {
    printf("func2: started\n");
    printf("func2: swapcontext(&uctx_func2, &uctx_func1)\n");
    if (swapcontext(&uctx_func2, &uctx_func1) == -1)
        handle_error("swapcontext");
    printf("func2: returning\n");
}

int main(int argc, char * argv[]) {
    char func1_stack[16384];
    char func2_stack[16384];

    if (getcontext(&uctx_func1) == -1)
        handle_error("getcontext");
    uctx_func1.uc_stack.ss_sp = func1_stack;
    uctx_func1.uc_stack.ss_size = sizeof(func1_stack);
    uctx_func1.uc_link = &uctx_main;
    makecontext(&uctx_func1, _func1, 0);

    if (getcontext(&uctx_func2) == -1)
        handle_error("getcontext");
    uctx_func2.uc_stack.ss_sp = func2_stack;
    uctx_func2.uc_stack.ss_size = sizeof(func2_stack);
    uctx_func2.uc_link = &uctx_func1;
    makecontext(&uctx_func2, _func2, 0);

    printf("main: swapcontext(&uctx_main, &uctx_func2)\n");
    if (swapcontext(&uctx_main, &uctx_func2) == -1)
        handle_error("swapcontext");

    printf("main: exiting\n");
    return 0;
}

参照下编译操作

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run 结果

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通过上练test, 对于linux ucontext api 基本所有耳熟能详了.

方代码埋了一个稍坑, _func1, _func2且不曾传参,
大家试试吧点函数传参结果碰头怎么, x86以及x64都试试.

恭贺, 到此处基本上操作系统提供上下文切换(高级
longjmp/setjmp)知识点都储备了, 后面就可以不用看了.

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2.2 linux ucontext 储备

  同对linux, 同样有平等效机制ucp, 上下文记录机制. 翻译了间用的api 

#include <ucontext.h>

/*
 * 得到当前程序运行此处上下文信息
 * ucp        : 返回当前程序上下文并保存在ucp指向的内存中
 *            : -1标识失败, 0标识成功
 */
int getcontext(ucontext_t * ucp);

/*
 * 设置到执行程序上下文对象中. 
 * ucp        : 准备跳转的上下文对象
 *            : 失败返回-1. 成功不返回
 */
int setcontext(const ucontext_t * ucp);

/*
 * 重新设置ucp上下文. 
 * ucp        : 待设置的上下文对象
 * func        : 新上下文执行函数体, 其实gcc认为声明是void * func(void)
 * argc        : func 函数参数个数
 * ...        : 传入func中的参数
 */
void makecontext(ucontext_t * ucp, void (* func)(), int argc, ...);

/*
 * 保存当前上下文对象 oucp, 并且跳转到执行上下文件对象 ucp 中
 * oucp        : 保存当前上下文对象
 * ucp        : 执行的上下文对象
 *            : 失败返回-1, 成功不返回
 */
int swapcontext (ucontext_t * oucp, ucontext_t * ucp);

 

对照window fiber确实怪清爽. 扩充一下, 关于ucontext_t 一种植结构实现

/* Userlevel context.  */
typedef struct ucontext {
     unsigned long int uc_flags;
     struct ucontext * uc_link;                // 下一个执行的序列, NULL不继续执行了
     stack_t uc_stack;                         // 当前上下文, 堆栈信息
     mcontext_t uc_mcontext;
     __sigset_t uc_sigmask;
    struct _libc_fpstate __fpregs_mem;
} ucontext_t;

/* Alternate, preferred interface.  */
typedef struct sigaltstack {
    void * ss_sp;                             // 指向当前堆栈信息首地址
    int ss_flags;
    size_t ss_size;                           // 当前堆栈大小
} stack_t;

点加了汉语注释的有的, 就是我们出被需以的几乎独字段. 设置实行各个,
指定当前达下文堆栈信息.

发出了这些知识, 我们以linux上练练手, 采用官方 man 手册中提供的一致截代码,
演示一下结出. ucontext_demo.c 

#include <ucontext.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

static ucontext_t uctx_main, uctx_func1, uctx_func2;

#define handle_error(msg) \
    do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0)

static void _func1(void) {
    printf("func1: started\n");
    printf("func1: swapcontext(&uctx_func1, &uctx_func2)\n");
    if (swapcontext(&uctx_func1, &uctx_func2) == -1)
        handle_error("swapcontext");
    printf("func1: returning\n");
}

static void _func2(void) {
    printf("func2: started\n");
    printf("func2: swapcontext(&uctx_func2, &uctx_func1)\n");
    if (swapcontext(&uctx_func2, &uctx_func1) == -1)
        handle_error("swapcontext");
    printf("func2: returning\n");
}

int main(int argc, char * argv[]) {
    char func1_stack[16384];
    char func2_stack[16384];

    if (getcontext(&uctx_func1) == -1)
        handle_error("getcontext");
    uctx_func1.uc_stack.ss_sp = func1_stack;
    uctx_func1.uc_stack.ss_size = sizeof(func1_stack);
    uctx_func1.uc_link = &uctx_main;
    makecontext(&uctx_func1, _func1, 0);

    if (getcontext(&uctx_func2) == -1)
        handle_error("getcontext");
    uctx_func2.uc_stack.ss_sp = func2_stack;
    uctx_func2.uc_stack.ss_size = sizeof(func2_stack);
    uctx_func2.uc_link = &uctx_func1;
    makecontext(&uctx_func2, _func2, 0);

    printf("main: swapcontext(&uctx_main, &uctx_func2)\n");
    if (swapcontext(&uctx_main, &uctx_func2) == -1)
        handle_error("swapcontext");

    printf("main: exiting\n");
    return 0;
}

参照下编译操作

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run 结果

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通过上练test, 对于linux ucontext api 基本全耳熟能详了.

地方代码埋了一个粗坑, _func1, _func2且并未传参,
大家试试啊者函数传参结果会怎样, x86同x64都试试.

恭喜, 到此处多操作系统提供上下文切换(高级
longjmp/setjmp)知识点都储备了, 后面就可以免用看了.

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3.0 协程库封装

3.0 协程库封装

3.1 协程库统一接口封装

*  备注 : 协程,纤程,上下文 认为是一个概念.*

  到这里差不多就是付出级别封装库了, 还是存在相当可怜含金量的.
先提供联合接入口 coroutine.h 

#ifndef _H_COROUTINE
#define _H_COROUTINE

typedef enum costatus {       // 纤程存在状态
    CS_Dead       = 0,        // 纤程死亡状态
    CS_Ready      = 1,        // 纤程已经就绪
    CS_Running    = 2,        // 纤程正在运行
    CS_Suspend    = 3,        // 纤程暂停等待
} costatus_e;

typedef struct comng * comng_t;

/*
 * 创建运行纤程的主体, 等同于纤程创建需要执行的函数体.
 * schedule : co_start 函数返回的结果
 * ud       : 用户自定义数据
 */
typedef void (* co_f)(comng_t comng, void * ud);

/*
 * 开启纤程系统, 并创建主纤程
 *            : 返回开启的纤程调度系统管理器
 */
extern comng_t co_start(void);

/*
 * 关闭开启的纤程系统
 * comng    : co_start 返回的纤程管理器
 */
extern void co_close(comng_t comng);

/*
 * 创建一个纤程对象,并返回创建纤程的id. 创建好的纤程状态是CS_Ready
 * comng    : co_start 返回的纤程管理器
 * func     : 纤程运行的主体
 * ud       : 用户传入的数据, co_f 中 ud 会使用
 *          : 返回创建好的纤程标识id
 */
extern int co_create(comng_t comng, co_f func, void * ud);

/*
 * 激活创建的纤程对象.
 * comng    : 纤程管理器对象
 * id       : co_create 创建的纤程对象
 */
extern void co_resume(comng_t comng, int id);

/*
 * 中断当前运行的的纤程, 并将CPU交给主纤程处理调度.
 * comng    : 纤程管理器对象
 */
extern void co_yield(comng_t comng);

/*
 * 得到当前纤程运行的状态
 * comng    : 纤程管理器对象
 * id       : co_create 创建的纤程对象
 *          : 返回状态具体参照 costatus_e
 */
extern costatus_e co_status(comng_t comng, int id);

/*
 * 得到当前纤程系统中运行的纤程, 返回 < 0表示没有纤程在运行
 * comng    : 纤程管理器对象
 *          : 返回当前运行的纤程标识id, 
 */
extern int co_running(comng_t comng);

#endif // !_H_COROUTINE

中心思路是

  co_create   -> CS_Ready

  co_resume   -> CS_Running

  co_yield   -> CS_Suspend

协程运行了便是 CS_Dead. 主协程默认一直运转无参与状态变化中.
协调控制所有子协程.

这里我们先行称为主底受出一个示范内容 main.c 

#include <stdio.h>
#include "coroutine.h"

struct args {
    int n;
};

static void _foo(void * comng, void * ud) {
    struct args * arg = ud;
    int start = arg->n;
    int i;
    for (i = 0;i<5;i++) {
        printf("coroutine %d : %d\n", co_running(comng), start + i);
        co_yield(comng);
    }
}

static void _test(void * comng) {
    struct args arg1 = { 0 };
    struct args arg2 = { 100 };

    int co1 = co_create(comng, _foo, &arg1);
    int co2 = co_create(comng, _foo, &arg2);
    printf("main start\n");
    while (co_status(comng, co1) && co_status(comng, co2)) {
        co_resume(comng, co1);
        co_resume(comng, co2);
    }
    printf("main end\n");
}

/*
 * test coroutine demo
 */
int main(int argc, char * argv[]) {
    void * comng = co_start();
    _test(comng);
    co_close(comng);

    return 0;
}

演示结果

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一致于window 上演示结果 也是如此

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协程总的逻辑就是, 得到资源运行, 阻塞, 其它协程得到资源运行 这种定向跳转.
关于协程设计之总方针就是以上那些.

 

3.1 协程库统一接口封装

*  备注 : 协程,纤程,上下文 认为是一个概念.*

  到此地差不多就是出级别封装库了, 还是在相当好含金量的.
先提供合接入口 coroutine.h 

#ifndef _H_COROUTINE
#define _H_COROUTINE

typedef enum costatus {       // 纤程存在状态
    CS_Dead       = 0,        // 纤程死亡状态
    CS_Ready      = 1,        // 纤程已经就绪
    CS_Running    = 2,        // 纤程正在运行
    CS_Suspend    = 3,        // 纤程暂停等待
} costatus_e;

typedef struct comng * comng_t;

/*
 * 创建运行纤程的主体, 等同于纤程创建需要执行的函数体.
 * schedule : co_start 函数返回的结果
 * ud       : 用户自定义数据
 */
typedef void (* co_f)(comng_t comng, void * ud);

/*
 * 开启纤程系统, 并创建主纤程
 *            : 返回开启的纤程调度系统管理器
 */
extern comng_t co_start(void);

/*
 * 关闭开启的纤程系统
 * comng    : co_start 返回的纤程管理器
 */
extern void co_close(comng_t comng);

/*
 * 创建一个纤程对象,并返回创建纤程的id. 创建好的纤程状态是CS_Ready
 * comng    : co_start 返回的纤程管理器
 * func     : 纤程运行的主体
 * ud       : 用户传入的数据, co_f 中 ud 会使用
 *          : 返回创建好的纤程标识id
 */
extern int co_create(comng_t comng, co_f func, void * ud);

/*
 * 激活创建的纤程对象.
 * comng    : 纤程管理器对象
 * id       : co_create 创建的纤程对象
 */
extern void co_resume(comng_t comng, int id);

/*
 * 中断当前运行的的纤程, 并将CPU交给主纤程处理调度.
 * comng    : 纤程管理器对象
 */
extern void co_yield(comng_t comng);

/*
 * 得到当前纤程运行的状态
 * comng    : 纤程管理器对象
 * id       : co_create 创建的纤程对象
 *          : 返回状态具体参照 costatus_e
 */
extern costatus_e co_status(comng_t comng, int id);

/*
 * 得到当前纤程系统中运行的纤程, 返回 < 0表示没有纤程在运行
 * comng    : 纤程管理器对象
 *          : 返回当前运行的纤程标识id, 
 */
extern int co_running(comng_t comng);

#endif // !_H_COROUTINE

中心思路是

  co_create   -> CS_Ready

  co_resume   -> CS_Running

  co_yield   -> CS_Suspend

协程运行了便是 CS_Dead. 主协程默认一直运转不插手状态变化中.
协调控制所有子协程.

此处我们先行抱为主底于闹一个演示内容 main.c 

#include <stdio.h>
#include "coroutine.h"

struct args {
    int n;
};

static void _foo(void * comng, void * ud) {
    struct args * arg = ud;
    int start = arg->n;
    int i;
    for (i = 0;i<5;i++) {
        printf("coroutine %d : %d\n", co_running(comng), start + i);
        co_yield(comng);
    }
}

static void _test(void * comng) {
    struct args arg1 = { 0 };
    struct args arg2 = { 100 };

    int co1 = co_create(comng, _foo, &arg1);
    int co2 = co_create(comng, _foo, &arg2);
    printf("main start\n");
    while (co_status(comng, co1) && co_status(comng, co2)) {
        co_resume(comng, co1);
        co_resume(comng, co2);
    }
    printf("main end\n");
}

/*
 * test coroutine demo
 */
int main(int argc, char * argv[]) {
    void * comng = co_start();
    _test(comng);
    co_close(comng);

    return 0;
}

示范结果

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同样以window 上演示结果 也是这样

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协程总的逻辑就是, 得到资源运行, 阻塞, 其它协程得到资源运行 这种定向跳转.
关于协程设计之总方针就是上述那些.

 

3.2 window实现封装

3.2 window实现封装

   coroutine-window.c 

#include "coroutine.h"
#include <Windows.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>

// 纤程栈大小
#define _INT_STACK        (1024 * 1024)
// 默认初始化创建纤程数目
#define _INT_COROUTINE    (16)

/*
 * 单个纤程单元 coroutine , 还有纤程集管理器 comng
 */
struct coroutine;

struct comng {
    PVOID main;                 // 纤程管理器中保存的临时纤程对象
    int running;                // 当前纤程管理器中运行的纤程id
    int nco;                    // 当前纤程集轮询中当前索引
    int cap;                    // 纤程集容量,
    struct coroutine ** co;     // 保存的纤程集
};

struct coroutine {
    PVOID ctx;                    // 操作系统纤程对象                
    co_f func;                    // 纤程执行的函数体
    void * ud;                    // 纤程执行的额外参数
    costatus_e status;            // 当前纤程运行状态
    struct comng * comng;         // 当前纤程集管理器
};

/*
 * 开启纤程系统, 并创建主纤程
 *            : 返回开启的纤程调度系统管理器
 */
inline comng_t
co_start(void) {
    struct comng * comng = malloc(sizeof(struct comng));
    assert(NULL != comng);
    comng->nco = 0;
    comng->running = -1;
    comng->co = calloc(comng->cap = _INT_COROUTINE, sizeof(struct coroutine *));
    assert(NULL != comng->co);
    // 开启Window协程
    comng->main = ConvertThreadToFiberEx(NULL, FIBER_FLAG_FLOAT_SWITCH);
    return comng;
}

// 销毁一个纤程
static inline void _co_delete(struct coroutine * co) {
    DeleteFiber(co->ctx);
    free(co);
}

/*
 * 关闭开启的纤程系统
 * comng    : co_start 返回的纤程管理器
 */
void 
co_close(comng_t comng) {
    int i;
    for (i = 0; i < comng->cap; ++i) {
        struct coroutine * co = comng->co[i];
        if (co) {
            _co_delete(co);
            comng->co[i] = NULL;
        }
    }
    free(comng->co);
    comng->co = NULL;
    free(comng);
    ConvertFiberToThread();
}

// 创建一个纤程对象
static inline struct coroutine * _co_new(comng_t comng, co_f func, void * ud) {
    struct coroutine * co = malloc(sizeof(struct coroutine));
    assert(co && comng && func);
    co->func = func;
    co->ud = ud;
    co->comng = comng;
    co->status = CS_Ready;
    return co;
}

/*
 * 创建一个纤程对象,并返回创建纤程的id. 创建好的纤程状态是CS_Ready
 * comng    : co_start 返回的纤程管理器
 * func     : 纤程运行的主体
 * ud       : 用户传入的数据, co_f 中 ud 会使用
 *          : 返回创建好的纤程标识id
 */
int 
co_create(comng_t comng, co_f func, void * ud) {
    struct coroutine * co = _co_new(comng, func, ud);
    // 下面是普通情况, 可以找见
    if (comng->nco < comng->cap) {
        int i;
        for (i = 0; i < comng->cap; ++i) {
            int id = (i + comng->nco) % comng->cap;
            if (NULL == comng->co[id]) {
                comng->co[id] = co;
                ++comng->nco;
                return id;
            }
        }
        assert(i == comng->cap);
        return -1;
    }

    // 需要重新分配空间, 构造完毕后返回
    comng->co = realloc(comng->co, sizeof(struct coroutine *) * comng->cap * 2);
    assert(NULL != comng->co);
    memset(comng->co + comng->cap, 0, sizeof(struct coroutine *) * comng->cap);
    comng->cap <<= 1;
    comng->co[comng->nco] = co;
    return comng->nco++;
}

static inline VOID WINAPI _comain(LPVOID ptr) {
    struct comng * comng = ptr;
    int id = comng->running;
    struct coroutine * co = comng->co[id];
    co->func(comng, co->ud);
    _co_delete(co);
    comng->co[id] = NULL;
    --comng->nco;
    comng->running = -1;
}

/*
 * 激活创建的纤程对象.
 * comng    : 纤程管理器对象
 * id       : co_create 创建的纤程对象
 */
void 
co_resume(comng_t comng, int id) {
    struct coroutine * co;
    assert(comng->running == -1 && id >= 0 && id < comng->cap);
    co = comng->co[id];
    if(NULL == co || co->status == CS_Dead)
        return;
    switch(co->status) {
    case CS_Ready:
        comng->running = id;
        co->status = CS_Running;
        co->ctx = CreateFiberEx(_INT_STACK, 0, FIBER_FLAG_FLOAT_SWITCH, _comain, comng);
        comng->main = GetCurrentFiber();
        SwitchToFiber(co->ctx);
        break;
    case CS_Suspend:
        comng->running = id;
        co->status = CS_Running;
        comng->main = GetCurrentFiber();
        SwitchToFiber(co->ctx);
        break;
    default:
        assert(0);
    }
}

/*
 * 中断当前运行的的纤程, 并将CPU交给主纤程处理调度.
 * comng    : 纤程管理器对象
 */
inline void 
co_yield(comng_t comng) {
    struct coroutine * co;
    int id = comng->running;
    assert(id >= 0);
    co = comng->co[id];
    co->status = CS_Suspend;
    comng->running = -1;
    co->ctx = GetCurrentFiber();
    SwitchToFiber(comng->main);
}

/*
 * 得到当前纤程运行的状态
 * comng    : 纤程管理器对象
 * id       : co_create 创建的纤程对象
 *          : 返回状态具体参照 costatus_e
 */
inline costatus_e 
co_status(comng_t comng, int id) {
    assert(comng && id >=0 && id < comng->cap);
    return comng->co[id] ? comng->co[id]->status : CS_Dead;
}

/*
 * 得到当前纤程系统中运行的纤程, 返回 < 0表示没有纤程在运行
 * comng    : 纤程管理器对象
 *          : 返回当前运行的纤程标识id,
 */
inline int 
co_running(comng_t comng) {
    return comng->running;
}

 

兑现是死四等同八稳,  利用

struct comng {
    PVOID main;                 // 纤程管理器中保存的临时纤程对象
    int running;                // 当前纤程管理器中运行的纤程id
    int nco;                    // 当前纤程集轮询中当前索引
    int cap;                    // 纤程集容量,
    struct coroutine ** co;     // 保存的纤程集
};

comng :: co 中保留有的协程对象, 不足够就realloc, 够直接归回.
其中查询不是用之协程对象思路就是是, 循环查找.

协程之间的跳转采用 先记录时环境, 后跨越反思路

    co->ctx = GetCurrentFiber();
    SwitchToFiber(comng->main);

思路还是第一参考云风大仙的, 实现起来还是要命直接小巧的. 容易理解,
极力欢迎尝试. 写起来或很爽的, 抄起来提高很快.

 

   coroutine-window.c 

#include "coroutine.h"
#include <Windows.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>

// 纤程栈大小
#define _INT_STACK        (1024 * 1024)
// 默认初始化创建纤程数目
#define _INT_COROUTINE    (16)

/*
 * 单个纤程单元 coroutine , 还有纤程集管理器 comng
 */
struct coroutine;

struct comng {
    PVOID main;                 // 纤程管理器中保存的临时纤程对象
    int running;                // 当前纤程管理器中运行的纤程id
    int nco;                    // 当前纤程集轮询中当前索引
    int cap;                    // 纤程集容量,
    struct coroutine ** co;     // 保存的纤程集
};

struct coroutine {
    PVOID ctx;                    // 操作系统纤程对象                
    co_f func;                    // 纤程执行的函数体
    void * ud;                    // 纤程执行的额外参数
    costatus_e status;            // 当前纤程运行状态
    struct comng * comng;         // 当前纤程集管理器
};

/*
 * 开启纤程系统, 并创建主纤程
 *            : 返回开启的纤程调度系统管理器
 */
inline comng_t
co_start(void) {
    struct comng * comng = malloc(sizeof(struct comng));
    assert(NULL != comng);
    comng->nco = 0;
    comng->running = -1;
    comng->co = calloc(comng->cap = _INT_COROUTINE, sizeof(struct coroutine *));
    assert(NULL != comng->co);
    // 开启Window协程
    comng->main = ConvertThreadToFiberEx(NULL, FIBER_FLAG_FLOAT_SWITCH);
    return comng;
}

// 销毁一个纤程
static inline void _co_delete(struct coroutine * co) {
    DeleteFiber(co->ctx);
    free(co);
}

/*
 * 关闭开启的纤程系统
 * comng    : co_start 返回的纤程管理器
 */
void 
co_close(comng_t comng) {
    int i;
    for (i = 0; i < comng->cap; ++i) {
        struct coroutine * co = comng->co[i];
        if (co) {
            _co_delete(co);
            comng->co[i] = NULL;
        }
    }
    free(comng->co);
    comng->co = NULL;
    free(comng);
    ConvertFiberToThread();
}

// 创建一个纤程对象
static inline struct coroutine * _co_new(comng_t comng, co_f func, void * ud) {
    struct coroutine * co = malloc(sizeof(struct coroutine));
    assert(co && comng && func);
    co->func = func;
    co->ud = ud;
    co->comng = comng;
    co->status = CS_Ready;
    return co;
}

/*
 * 创建一个纤程对象,并返回创建纤程的id. 创建好的纤程状态是CS_Ready
 * comng    : co_start 返回的纤程管理器
 * func     : 纤程运行的主体
 * ud       : 用户传入的数据, co_f 中 ud 会使用
 *          : 返回创建好的纤程标识id
 */
int 
co_create(comng_t comng, co_f func, void * ud) {
    struct coroutine * co = _co_new(comng, func, ud);
    // 下面是普通情况, 可以找见
    if (comng->nco < comng->cap) {
        int i;
        for (i = 0; i < comng->cap; ++i) {
            int id = (i + comng->nco) % comng->cap;
            if (NULL == comng->co[id]) {
                comng->co[id] = co;
                ++comng->nco;
                return id;
            }
        }
        assert(i == comng->cap);
        return -1;
    }

    // 需要重新分配空间, 构造完毕后返回
    comng->co = realloc(comng->co, sizeof(struct coroutine *) * comng->cap * 2);
    assert(NULL != comng->co);
    memset(comng->co + comng->cap, 0, sizeof(struct coroutine *) * comng->cap);
    comng->cap <<= 1;
    comng->co[comng->nco] = co;
    return comng->nco++;
}

static inline VOID WINAPI _comain(LPVOID ptr) {
    struct comng * comng = ptr;
    int id = comng->running;
    struct coroutine * co = comng->co[id];
    co->func(comng, co->ud);
    _co_delete(co);
    comng->co[id] = NULL;
    --comng->nco;
    comng->running = -1;
}

/*
 * 激活创建的纤程对象.
 * comng    : 纤程管理器对象
 * id       : co_create 创建的纤程对象
 */
void 
co_resume(comng_t comng, int id) {
    struct coroutine * co;
    assert(comng->running == -1 && id >= 0 && id < comng->cap);
    co = comng->co[id];
    if(NULL == co || co->status == CS_Dead)
        return;
    switch(co->status) {
    case CS_Ready:
        comng->running = id;
        co->status = CS_Running;
        co->ctx = CreateFiberEx(_INT_STACK, 0, FIBER_FLAG_FLOAT_SWITCH, _comain, comng);
        comng->main = GetCurrentFiber();
        SwitchToFiber(co->ctx);
        break;
    case CS_Suspend:
        comng->running = id;
        co->status = CS_Running;
        comng->main = GetCurrentFiber();
        SwitchToFiber(co->ctx);
        break;
    default:
        assert(0);
    }
}

/*
 * 中断当前运行的的纤程, 并将CPU交给主纤程处理调度.
 * comng    : 纤程管理器对象
 */
inline void 
co_yield(comng_t comng) {
    struct coroutine * co;
    int id = comng->running;
    assert(id >= 0);
    co = comng->co[id];
    co->status = CS_Suspend;
    comng->running = -1;
    co->ctx = GetCurrentFiber();
    SwitchToFiber(comng->main);
}

/*
 * 得到当前纤程运行的状态
 * comng    : 纤程管理器对象
 * id       : co_create 创建的纤程对象
 *          : 返回状态具体参照 costatus_e
 */
inline costatus_e 
co_status(comng_t comng, int id) {
    assert(comng && id >=0 && id < comng->cap);
    return comng->co[id] ? comng->co[id]->status : CS_Dead;
}

/*
 * 得到当前纤程系统中运行的纤程, 返回 < 0表示没有纤程在运行
 * comng    : 纤程管理器对象
 *          : 返回当前运行的纤程标识id,
 */
inline int 
co_running(comng_t comng) {
    return comng->running;
}

 

落实是好四平等八妥善,  利用

struct comng {
    PVOID main;                 // 纤程管理器中保存的临时纤程对象
    int running;                // 当前纤程管理器中运行的纤程id
    int nco;                    // 当前纤程集轮询中当前索引
    int cap;                    // 纤程集容量,
    struct coroutine ** co;     // 保存的纤程集
};

comng :: co 中保留有的协程对象, 不敷就realloc, 够直接归回.
其中查询不是用的协程对象思路就是, 循环查找.

协程之间的跳转采用 先记录时条件, 后超越反思路

    co->ctx = GetCurrentFiber();
    SwitchToFiber(comng->main);

思路还是首要参照云风大仙的, 实现起来或很直接小巧的. 容易懂,
极力欢迎尝试. 写起要挺爽朗的, 抄起来提高十分快.

 

3.3 linux实现封装

   coroutine-linux.c 

#include "coroutine.h"
#include <ucontext.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>
#include <stddef.h>
#include <stdint.h>

// 纤程栈大小
#define _INT_STACK        (1024 * 1024)
// 默认初始化创建纤程数目
#define _INT_COROUTINE    (16)

/*
 * 单个纤程单元 coroutine , 还有纤程集管理器 comng
 */
struct coroutine;

struct comng {
    char stack[_INT_STACK];
    ucontext_t main;            // 纤程管理器中保存的临时纤程对象
    int running;                // 当前纤程管理器中运行的纤程id
    int nco;                    // 当前纤程集轮询中当前索引
    int cap;                    // 纤程集容量,
    struct coroutine ** co;     // 保存的纤程集
};

struct coroutine {
    char * stack;
    ucontext_t ctx;               // 操作系统纤程对象
    ptrdiff_t cap;
    ptrdiff_t size;                
    co_f func;                    // 纤程执行的函数体
    void * ud;                    // 纤程执行的额外参数
    costatus_e status;            // 当前纤程运行状态
    struct comng * comng;         // 当前纤程集管理器
};

/*
 * 开启纤程系统, 并创建主纤程
 *            : 返回开启的纤程调度系统管理器
 */
inline comng_t
co_start(void) {
    struct comng * comng = malloc(sizeof(struct comng));
    assert(NULL != comng);
    comng->nco = 0;
    comng->running = -1;
    comng->co = calloc(comng->cap = _INT_COROUTINE, sizeof(struct coroutine *));
    assert(NULL != comng->co);
    return comng;
}

// 销毁一个纤程
static inline void _co_delete(struct coroutine * co) {
    free(co->stack);
    free(co);
}

/*
 * 关闭开启的纤程系统
 * comng    : co_start 返回的纤程管理器
 */
void 
co_close(comng_t comng) {
    int i;
    for (i = 0; i < comng->cap; ++i) {
        struct coroutine * co = comng->co[i];
        if (co) {
            _co_delete(co);
            comng->co[i] = NULL;
        }
    }
    free(comng->co);
    comng->co = NULL;
    free(comng);
}

// 创建一个纤程对象
static inline struct coroutine * _co_new(comng_t comng, co_f func, void * ud) {
    struct coroutine * co = malloc(sizeof(struct coroutine));
    assert(co && comng && func);
    co->func = func;
    co->ud = ud;
    co->comng = comng;
    co->status = CS_Ready;
    co->cap = 0;
    co->size = 0;
    co->stack = NULL;
    return co;
}

/*
 * 创建一个纤程对象,并返回创建纤程的id. 创建好的纤程状态是CS_Ready
 * comng    : co_start 返回的纤程管理器
 * func     : 纤程运行的主体
 * ud       : 用户传入的数据, co_f 中 ud 会使用
 *          : 返回创建好的纤程标识id
 */
int 
co_create(comng_t comng, co_f func, void * ud) {
    struct coroutine * co = _co_new(comng, func, ud);
    // 下面是普通情况, 可以找见
    if (comng->nco < comng->cap) {
        int i;
        for (i = 0; i < comng->cap; ++i) {
            int id = (i + comng->nco) % comng->cap;
            if (NULL == comng->co[id]) {
                comng->co[id] = co;
                ++comng->nco;
                return id;
            }
        }
        assert(i == comng->cap);
        return -1;
    }

    // 需要重新分配空间, 构造完毕后返回
    comng->co = realloc(comng->co, sizeof(struct coroutine *) * comng->cap * 2);
    assert(NULL != comng->co);
    memset(comng->co + comng->cap, 0, sizeof(struct coroutine *) * comng->cap);
    comng->cap <<= 1;
    comng->co[comng->nco] = co;
    return comng->nco++;
}

static inline void _comain(uint32_t low32, uint32_t hig32) {
    uintptr_t ptr = (uintptr_t)low32 | ((uintptr_t)hig32 << 32);
    struct comng * comng = (struct comng *)ptr;
    int id = comng->running;
    struct coroutine * co = comng->co[id];
    co->func(comng, co->ud);
    _co_delete(co);
    comng->co[id] = NULL;
    --comng->nco;
    comng->running = -1;
}

/*
 * 激活创建的纤程对象.
 * comng    : 纤程管理器对象
 * id       : co_create 创建的纤程对象
 */
void 
co_resume(comng_t comng, int id) {
    struct coroutine * co;
    uintptr_t ptr;
    assert(comng->running == -1 && id >= 0 && id < comng->cap);
    co = comng->co[id];
    if(NULL == co || co->status == CS_Dead)
        return;
    switch(co->status) {
    case CS_Ready:
        comng->running = id;
        co->status = CS_Running;
        getcontext(&co->ctx);
        co->ctx.uc_stack.ss_sp = comng->stack;
        co->ctx.uc_stack.ss_size = _INT_STACK;
        co->ctx.uc_link = &comng->main;
        ptr = (uintptr_t)comng;
        makecontext(&co->ctx, (void (*)())_comain, 2, (uint32_t)ptr, (uint32_t)(ptr >> 32));
        swapcontext(&comng->main, &co->ctx);
        break;
    case CS_Suspend:
        comng->running = id;
        co->status = CS_Running;
        // stack add is high -> low
        memcpy(comng->stack + _INT_STACK - co->size, co->stack, co->size);
        swapcontext(&comng->main, &co->ctx);
        break;
    default:
        assert(0);
    }
}

// 保存当前运行的堆栈信息
static void _save_stack(struct coroutine * co, char * top) {
    char dummy = 0;
    assert(top - &dummy <= _INT_STACK);
    if(co->cap < top - &dummy) {
        free(co->stack);
        co->cap = top - &dummy;
        co->stack = malloc(co->cap);
        assert(co->stack);
    }
    co->size = top - &dummy;
    memcpy(co->stack, &dummy, co->size);
}

/*
 * 中断当前运行的的纤程, 并将CPU交给主纤程处理调度.
 * comng    : 纤程管理器对象
 */
inline void 
co_yield(comng_t comng) {
    struct coroutine * co;
    int id = comng->running;
    assert(id >= 0);
    co = comng->co[id];
    assert((char *)&co > comng->stack);
    _save_stack(co, comng->stack + _INT_STACK);
    co->status = CS_Suspend;
    comng->running = -1;
    swapcontext(&co->ctx, &comng->main);
}

/*
 * 得到当前纤程运行的状态
 * comng    : 纤程管理器对象
 * id       : co_create 创建的纤程对象
 *          : 返回状态具体参照 costatus_e
 */
inline costatus_e 
co_status(comng_t comng, int id) {
    assert(comng && id >=0 && id < comng->cap);
    return comng->co[id] ? comng->co[id]->status : CS_Dead;
}

/*
 * 得到当前纤程系统中运行的纤程, 返回 < 0表示没有纤程在运行
 * comng    : 纤程管理器对象
 *          : 返回当前运行的纤程标识id,
 */
inline int 
co_running(comng_t comng) {
    return comng->running;
}

于linux上关于协程启动部分 static inline
void
_comain(uint32_t low32, uint32_t hig32)

函数声明方式, 主要为缓解gcc x64
编译接收的内存地址, 高地位顺序问题.

        ptr = (uintptr_t)comng;
        makecontext(&co->ctx, (void (*)())_comain, 2, (uint32_t)ptr, (uint32_t)(ptr >> 32));

上面在实际调用中, 如果只用一个comng参数传过去, 到了_comain 中接收的 comng地址顺序就会错位. 以上就是linux上解决makecontext传地址错误的思路.

 _save_stack 保存时堆栈信息一个技巧性函数调用.
其它思路一致于window封装的那套库代码.

 

3.3 linux实现封装

   coroutine-linux.c 

#include "coroutine.h"
#include <ucontext.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>
#include <stddef.h>
#include <stdint.h>

// 纤程栈大小
#define _INT_STACK        (1024 * 1024)
// 默认初始化创建纤程数目
#define _INT_COROUTINE    (16)

/*
 * 单个纤程单元 coroutine , 还有纤程集管理器 comng
 */
struct coroutine;

struct comng {
    char stack[_INT_STACK];
    ucontext_t main;            // 纤程管理器中保存的临时纤程对象
    int running;                // 当前纤程管理器中运行的纤程id
    int nco;                    // 当前纤程集轮询中当前索引
    int cap;                    // 纤程集容量,
    struct coroutine ** co;     // 保存的纤程集
};

struct coroutine {
    char * stack;
    ucontext_t ctx;               // 操作系统纤程对象
    ptrdiff_t cap;
    ptrdiff_t size;                
    co_f func;                    // 纤程执行的函数体
    void * ud;                    // 纤程执行的额外参数
    costatus_e status;            // 当前纤程运行状态
    struct comng * comng;         // 当前纤程集管理器
};

/*
 * 开启纤程系统, 并创建主纤程
 *            : 返回开启的纤程调度系统管理器
 */
inline comng_t
co_start(void) {
    struct comng * comng = malloc(sizeof(struct comng));
    assert(NULL != comng);
    comng->nco = 0;
    comng->running = -1;
    comng->co = calloc(comng->cap = _INT_COROUTINE, sizeof(struct coroutine *));
    assert(NULL != comng->co);
    return comng;
}

// 销毁一个纤程
static inline void _co_delete(struct coroutine * co) {
    free(co->stack);
    free(co);
}

/*
 * 关闭开启的纤程系统
 * comng    : co_start 返回的纤程管理器
 */
void 
co_close(comng_t comng) {
    int i;
    for (i = 0; i < comng->cap; ++i) {
        struct coroutine * co = comng->co[i];
        if (co) {
            _co_delete(co);
            comng->co[i] = NULL;
        }
    }
    free(comng->co);
    comng->co = NULL;
    free(comng);
}

// 创建一个纤程对象
static inline struct coroutine * _co_new(comng_t comng, co_f func, void * ud) {
    struct coroutine * co = malloc(sizeof(struct coroutine));
    assert(co && comng && func);
    co->func = func;
    co->ud = ud;
    co->comng = comng;
    co->status = CS_Ready;
    co->cap = 0;
    co->size = 0;
    co->stack = NULL;
    return co;
}

/*
 * 创建一个纤程对象,并返回创建纤程的id. 创建好的纤程状态是CS_Ready
 * comng    : co_start 返回的纤程管理器
 * func     : 纤程运行的主体
 * ud       : 用户传入的数据, co_f 中 ud 会使用
 *          : 返回创建好的纤程标识id
 */
int 
co_create(comng_t comng, co_f func, void * ud) {
    struct coroutine * co = _co_new(comng, func, ud);
    // 下面是普通情况, 可以找见
    if (comng->nco < comng->cap) {
        int i;
        for (i = 0; i < comng->cap; ++i) {
            int id = (i + comng->nco) % comng->cap;
            if (NULL == comng->co[id]) {
                comng->co[id] = co;
                ++comng->nco;
                return id;
            }
        }
        assert(i == comng->cap);
        return -1;
    }

    // 需要重新分配空间, 构造完毕后返回
    comng->co = realloc(comng->co, sizeof(struct coroutine *) * comng->cap * 2);
    assert(NULL != comng->co);
    memset(comng->co + comng->cap, 0, sizeof(struct coroutine *) * comng->cap);
    comng->cap <<= 1;
    comng->co[comng->nco] = co;
    return comng->nco++;
}

static inline void _comain(uint32_t low32, uint32_t hig32) {
    uintptr_t ptr = (uintptr_t)low32 | ((uintptr_t)hig32 << 32);
    struct comng * comng = (struct comng *)ptr;
    int id = comng->running;
    struct coroutine * co = comng->co[id];
    co->func(comng, co->ud);
    _co_delete(co);
    comng->co[id] = NULL;
    --comng->nco;
    comng->running = -1;
}

/*
 * 激活创建的纤程对象.
 * comng    : 纤程管理器对象
 * id       : co_create 创建的纤程对象
 */
void 
co_resume(comng_t comng, int id) {
    struct coroutine * co;
    uintptr_t ptr;
    assert(comng->running == -1 && id >= 0 && id < comng->cap);
    co = comng->co[id];
    if(NULL == co || co->status == CS_Dead)
        return;
    switch(co->status) {
    case CS_Ready:
        comng->running = id;
        co->status = CS_Running;
        getcontext(&co->ctx);
        co->ctx.uc_stack.ss_sp = comng->stack;
        co->ctx.uc_stack.ss_size = _INT_STACK;
        co->ctx.uc_link = &comng->main;
        ptr = (uintptr_t)comng;
        makecontext(&co->ctx, (void (*)())_comain, 2, (uint32_t)ptr, (uint32_t)(ptr >> 32));
        swapcontext(&comng->main, &co->ctx);
        break;
    case CS_Suspend:
        comng->running = id;
        co->status = CS_Running;
        // stack add is high -> low
        memcpy(comng->stack + _INT_STACK - co->size, co->stack, co->size);
        swapcontext(&comng->main, &co->ctx);
        break;
    default:
        assert(0);
    }
}

// 保存当前运行的堆栈信息
static void _save_stack(struct coroutine * co, char * top) {
    char dummy = 0;
    assert(top - &dummy <= _INT_STACK);
    if(co->cap < top - &dummy) {
        free(co->stack);
        co->cap = top - &dummy;
        co->stack = malloc(co->cap);
        assert(co->stack);
    }
    co->size = top - &dummy;
    memcpy(co->stack, &dummy, co->size);
}

/*
 * 中断当前运行的的纤程, 并将CPU交给主纤程处理调度.
 * comng    : 纤程管理器对象
 */
inline void 
co_yield(comng_t comng) {
    struct coroutine * co;
    int id = comng->running;
    assert(id >= 0);
    co = comng->co[id];
    assert((char *)&co > comng->stack);
    _save_stack(co, comng->stack + _INT_STACK);
    co->status = CS_Suspend;
    comng->running = -1;
    swapcontext(&co->ctx, &comng->main);
}

/*
 * 得到当前纤程运行的状态
 * comng    : 纤程管理器对象
 * id       : co_create 创建的纤程对象
 *          : 返回状态具体参照 costatus_e
 */
inline costatus_e 
co_status(comng_t comng, int id) {
    assert(comng && id >=0 && id < comng->cap);
    return comng->co[id] ? comng->co[id]->status : CS_Dead;
}

/*
 * 得到当前纤程系统中运行的纤程, 返回 < 0表示没有纤程在运行
 * comng    : 纤程管理器对象
 *          : 返回当前运行的纤程标识id,
 */
inline int 
co_running(comng_t comng) {
    return comng->running;
}

对此linux上有关协程启动部分 static inline
void
_comain(uint32_t low32, uint32_t hig32)

函数声明方式, 主要以缓解gcc x64
编译接收的内存地址, 高地位顺序问题.

        ptr = (uintptr_t)comng;
        makecontext(&co->ctx, (void (*)())_comain, 2, (uint32_t)ptr, (uint32_t)(ptr >> 32));

上面在实际调用中, 如果只用一个comng参数传过去, 到了_comain 中接收的 comng地址顺序就会错位. 以上就是linux上解决makecontext传地址错误的思路.

 _save_stack 保存时堆栈信息一个技巧性函数调用.
其它思路一致于window封装的那么套库代码.

 

4.0 协程库融合

  最终形态 coroutine.c

opebet体育 15opebet体育 16

#include "coroutine.h"
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>

// 纤程栈大小
#define _INT_STACK        (1024 * 1024)
// 默认初始化创建纤程数目
#define _INT_COROUTINE    (16)

/*
 * 单个纤程单元 coroutine , 还有纤程集管理器 comng
 */
struct coroutine;

#if defined(__GNUC__)

#include <ucontext.h>
#include <stddef.h>
#include <stdint.h>

struct comng {
    char stack[_INT_STACK];
    ucontext_t main;            // 纤程管理器中保存的临时纤程对象
    int running;                // 当前纤程管理器中运行的纤程id
    int nco;                    // 当前纤程集轮询中当前索引
    int cap;                    // 纤程集容量,
    struct coroutine ** co;        // 保存的纤程集
};

struct coroutine {
    char * stack;
    ucontext_t ctx;                // 操作系统纤程对象
    ptrdiff_t cap;
    ptrdiff_t size;                
    co_f func;                    // 纤程执行的函数体
    void * ud;                    // 纤程执行的额外参数
    costatus_e status;            // 当前纤程运行状态
    struct comng * comng;        // 当前纤程集管理器
};

/*
 * 开启纤程系统, 并创建主纤程
 *            : 返回开启的纤程调度系统管理器
 */
inline comng_t
co_start(void) {
    struct comng * comng = malloc(sizeof(struct comng));
    assert(NULL != comng);
    comng->nco = 0;
    comng->running = -1;
    comng->co = calloc(comng->cap = _INT_COROUTINE, sizeof(struct coroutine *));
    assert(NULL != comng->co);
    return comng;
}

// 销毁一个纤程
static inline void _co_delete(struct coroutine * co) {
    free(co->stack);
    free(co);
}

// 创建一个纤程对象
static inline struct coroutine * _co_new(comng_t comng, co_f func, void * ud) {
    struct coroutine * co = malloc(sizeof(struct coroutine));
    assert(co && comng && func);
    co->func = func;
    co->ud = ud;
    co->comng = comng;
    co->status = CS_Ready;
    co->cap = 0;
    co->size = 0;
    co->stack = NULL;
    return co;
}

static inline void _comain(uint32_t low32, uint32_t hig32) {
    uintptr_t ptr = (uintptr_t)low32 | ((uintptr_t)hig32 << 32);
    struct comng * comng = (struct comng *)ptr;
    int id = comng->running;
    struct coroutine * co = comng->co[id];
    co->func(comng, co->ud);
    _co_delete(co);
    comng->co[id] = NULL;
    --comng->nco;
    comng->running = -1;
}

/*
 * 激活创建的纤程对象.
 * comng    : 纤程管理器对象
 * id        : co_create 创建的纤程对象
 */
void 
co_resume(comng_t comng, int id) {
    struct coroutine * co;
    uintptr_t ptr;
    assert(comng->running == -1 && id >= 0 && id < comng->cap);
    co = comng->co[id];
    if(NULL == co || co->status == CS_Dead)
        return;
    switch(co->status) {
    case CS_Ready:
        comng->running = id;
        co->status = CS_Running;
        getcontext(&co->ctx);
        co->ctx.uc_stack.ss_sp = comng->stack;
        co->ctx.uc_stack.ss_size = _INT_STACK;
        co->ctx.uc_link = &comng->main;
        ptr = (uintptr_t)comng;
        makecontext(&co->ctx, (void (*)())_comain, 2, (uint32_t)ptr, (uint32_t)(ptr >> 32));
        swapcontext(&comng->main, &co->ctx);
        break;
    case CS_Suspend:
        comng->running = id;
        co->status = CS_Running;
        // stack add is high -> low
        memcpy(comng->stack + _INT_STACK - co->size, co->stack, co->size);
        swapcontext(&comng->main, &co->ctx);
        break;
    default:
        assert(0);
    }
}

// 保存当前运行的堆栈信息
static void _save_stack(struct coroutine * co, char * top) {
    char dummy = 0;
    assert(top - &dummy <= _INT_STACK);
    if(co->cap < top - &dummy) {
        free(co->stack);
        co->cap = top - &dummy;
        co->stack = malloc(co->cap);
        assert(co->stack);
    }
    co->size = top - &dummy;
    memcpy(co->stack, &dummy, co->size);
}

/*
 * 中断当前运行的的纤程, 并将CPU交给主纤程处理调度.
 * comng    : 纤程管理器对象
 */
inline void 
co_yield(comng_t comng) {
    struct coroutine * co;
    int id = comng->running;
    assert(id >= 0);
    co = comng->co[id];
    assert((char *)&co > comng->stack);
    _save_stack(co, comng->stack + _INT_STACK);
    co->status = CS_Suspend;
    comng->running = -1;
    swapcontext(&co->ctx, &comng->main);
}

#endif

#if defined(_MSC_VER)

#include <Windows.h>

#define inline __inline

struct comng {
    PVOID main;                    // 纤程管理器中保存的临时纤程对象
    int running;                // 当前纤程管理器中运行的纤程id
    int nco;                    // 当前纤程集轮询中当前索引
    int cap;                    // 纤程集容量,
    struct coroutine ** co;        // 保存的纤程集
};

struct coroutine {
    PVOID ctx;                    // 操作系统纤程对象                
    co_f func;                    // 纤程执行的函数体
    void * ud;                    // 纤程执行的额外参数
    costatus_e status;            // 当前纤程运行状态
    struct comng * comng;        // 当前纤程集管理器
};

/*
 * 开启纤程系统, 并创建主纤程
 *            : 返回开启的纤程调度系统管理器
 */
inline comng_t
co_start(void) {
    struct comng * comng = malloc(sizeof(struct comng));
    assert(NULL != comng);
    comng->nco = 0;
    comng->running = -1;
    comng->co = calloc(comng->cap = _INT_COROUTINE, sizeof(struct coroutine *));
    assert(NULL != comng->co);
    // 开启Window协程
    comng->main = ConvertThreadToFiberEx(NULL, FIBER_FLAG_FLOAT_SWITCH);
    return comng;
}

// 销毁一个纤程
static inline void _co_delete(struct coroutine * co) {
    DeleteFiber(co->ctx);
    free(co);
}

// 创建一个纤程对象
static inline struct coroutine * _co_new(comng_t comng, co_f func, void * ud) {
    struct coroutine * co = malloc(sizeof(struct coroutine));
    assert(co && comng && func);
    co->func = func;
    co->ud = ud;
    co->comng = comng;
    co->status = CS_Ready;
    return co;
}

static inline VOID WINAPI _comain(LPVOID ptr) {
    struct comng * comng = ptr;
    int id = comng->running;
    struct coroutine * co = comng->co[id];
    co->func(comng, co->ud);
    _co_delete(co);
    comng->co[id] = NULL;
    --comng->nco;
    comng->running = -1;
}

/*
 * 激活创建的纤程对象.
 * comng    : 纤程管理器对象
 * id        : co_create 创建的纤程对象
 */
void 
co_resume(comng_t comng, int id) {
    struct coroutine * co;
    assert(comng->running == -1 && id >= 0 && id < comng->cap);
    co = comng->co[id];
    if(NULL == co || co->status == CS_Dead)
        return;
    switch(co->status) {
    case CS_Ready:
        comng->running = id;
        co->status = CS_Running;
        co->ctx = CreateFiberEx(_INT_STACK, 0, FIBER_FLAG_FLOAT_SWITCH, _comain, comng);
        comng->main = GetCurrentFiber();
        SwitchToFiber(co->ctx);
        break;
    case CS_Suspend:
        comng->running = id;
        co->status = CS_Running;
        comng->main = GetCurrentFiber();
        SwitchToFiber(co->ctx);
        break;
    default:
        assert(0);
    }
}

/*
 * 中断当前运行的的纤程, 并将CPU交给主纤程处理调度.
 * comng    : 纤程管理器对象
 */
inline void 
co_yield(comng_t comng) {
    struct coroutine * co;
    int id = comng->running;
    assert(id >= 0);
    co = comng->co[id];
    co->status = CS_Suspend;
    comng->running = -1;
    co->ctx = GetCurrentFiber();
    SwitchToFiber(comng->main);
}

#endif

/*
 * 关闭开启的纤程系统
 * comng    : co_start 返回的纤程管理器
 */
void 
co_close(comng_t comng) {
    int i;
    for (i = 0; i < comng->cap; ++i) {
        struct coroutine * co = comng->co[i];
        if (co) {
            _co_delete(co);
            comng->co[i] = NULL;
        }
    }
    free(comng->co);
    comng->co = NULL;
    free(comng);
}

/*
 * 创建一个纤程对象,并返回创建纤程的id. 创建好的纤程状态是CS_Ready
 * comng    : co_start 返回的纤程管理器
 * func        : 纤程运行的主体
 * ud        : 用户传入的数据, co_f 中 ud 会使用
 *            : 返回创建好的纤程标识id
 */
int 
co_create(comng_t comng, co_f func, void * ud) {
    struct coroutine * co = _co_new(comng, func, ud);
    // 下面是普通情况, 可以找见
    if (comng->nco < comng->cap) {
        int i;
        for (i = 0; i < comng->cap; ++i) {
            int id = (i + comng->nco) % comng->cap;
            if (NULL == comng->co[id]) {
                comng->co[id] = co;
                ++comng->nco;
                return id;
            }
        }
        assert(i == comng->cap);
        return -1;
    }

    // 需要重新分配空间, 构造完毕后返回
    comng->co = realloc(comng->co, sizeof(struct coroutine *) * comng->cap * 2);
    assert(NULL != comng->co);
    memset(comng->co + comng->cap, 0, sizeof(struct coroutine *) * comng->cap);
    comng->cap <<= 1;
    comng->co[comng->nco] = co;
    return comng->nco++;
}

/*
 * 得到当前纤程运行的状态
 * comng    : 纤程管理器对象
 * id        : co_create 创建的纤程对象
 *            : 返回状态具体参照 costatus_e
 */
inline costatus_e 
co_status(comng_t comng, int id) {
    assert(comng && id >=0 && id < comng->cap);
    return comng->co[id] ? comng->co[id]->status : CS_Dead;
}

/*
 * 得到当前纤程系统中运行的纤程, 返回 < 0表示没有纤程在运行
 * comng    : 纤程管理器对象
 *            : 返回当前运行的纤程标识id,
 */
inline int 
co_running(comng_t comng) {
    return comng->running;
}

View Code

 主要做的操作, 是通过 _MSC_VER 和 __GNUC__ 区分编译器,
执行相关操作.

博底前戏到此处基本就是是完工了. 精彩往往深短暂, 遇见都是幸亏运.

  <<心愿>> http://music.163.com/\#/song?id=379785**
**

 

4.0 协程库融合

  最终形态 coroutine.c

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#include "coroutine.h"
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>

// 纤程栈大小
#define _INT_STACK        (1024 * 1024)
// 默认初始化创建纤程数目
#define _INT_COROUTINE    (16)

/*
 * 单个纤程单元 coroutine , 还有纤程集管理器 comng
 */
struct coroutine;

#if defined(__GNUC__)

#include <ucontext.h>
#include <stddef.h>
#include <stdint.h>

struct comng {
    char stack[_INT_STACK];
    ucontext_t main;            // 纤程管理器中保存的临时纤程对象
    int running;                // 当前纤程管理器中运行的纤程id
    int nco;                    // 当前纤程集轮询中当前索引
    int cap;                    // 纤程集容量,
    struct coroutine ** co;        // 保存的纤程集
};

struct coroutine {
    char * stack;
    ucontext_t ctx;                // 操作系统纤程对象
    ptrdiff_t cap;
    ptrdiff_t size;                
    co_f func;                    // 纤程执行的函数体
    void * ud;                    // 纤程执行的额外参数
    costatus_e status;            // 当前纤程运行状态
    struct comng * comng;        // 当前纤程集管理器
};

/*
 * 开启纤程系统, 并创建主纤程
 *            : 返回开启的纤程调度系统管理器
 */
inline comng_t
co_start(void) {
    struct comng * comng = malloc(sizeof(struct comng));
    assert(NULL != comng);
    comng->nco = 0;
    comng->running = -1;
    comng->co = calloc(comng->cap = _INT_COROUTINE, sizeof(struct coroutine *));
    assert(NULL != comng->co);
    return comng;
}

// 销毁一个纤程
static inline void _co_delete(struct coroutine * co) {
    free(co->stack);
    free(co);
}

// 创建一个纤程对象
static inline struct coroutine * _co_new(comng_t comng, co_f func, void * ud) {
    struct coroutine * co = malloc(sizeof(struct coroutine));
    assert(co && comng && func);
    co->func = func;
    co->ud = ud;
    co->comng = comng;
    co->status = CS_Ready;
    co->cap = 0;
    co->size = 0;
    co->stack = NULL;
    return co;
}

static inline void _comain(uint32_t low32, uint32_t hig32) {
    uintptr_t ptr = (uintptr_t)low32 | ((uintptr_t)hig32 << 32);
    struct comng * comng = (struct comng *)ptr;
    int id = comng->running;
    struct coroutine * co = comng->co[id];
    co->func(comng, co->ud);
    _co_delete(co);
    comng->co[id] = NULL;
    --comng->nco;
    comng->running = -1;
}

/*
 * 激活创建的纤程对象.
 * comng    : 纤程管理器对象
 * id        : co_create 创建的纤程对象
 */
void 
co_resume(comng_t comng, int id) {
    struct coroutine * co;
    uintptr_t ptr;
    assert(comng->running == -1 && id >= 0 && id < comng->cap);
    co = comng->co[id];
    if(NULL == co || co->status == CS_Dead)
        return;
    switch(co->status) {
    case CS_Ready:
        comng->running = id;
        co->status = CS_Running;
        getcontext(&co->ctx);
        co->ctx.uc_stack.ss_sp = comng->stack;
        co->ctx.uc_stack.ss_size = _INT_STACK;
        co->ctx.uc_link = &comng->main;
        ptr = (uintptr_t)comng;
        makecontext(&co->ctx, (void (*)())_comain, 2, (uint32_t)ptr, (uint32_t)(ptr >> 32));
        swapcontext(&comng->main, &co->ctx);
        break;
    case CS_Suspend:
        comng->running = id;
        co->status = CS_Running;
        // stack add is high -> low
        memcpy(comng->stack + _INT_STACK - co->size, co->stack, co->size);
        swapcontext(&comng->main, &co->ctx);
        break;
    default:
        assert(0);
    }
}

// 保存当前运行的堆栈信息
static void _save_stack(struct coroutine * co, char * top) {
    char dummy = 0;
    assert(top - &dummy <= _INT_STACK);
    if(co->cap < top - &dummy) {
        free(co->stack);
        co->cap = top - &dummy;
        co->stack = malloc(co->cap);
        assert(co->stack);
    }
    co->size = top - &dummy;
    memcpy(co->stack, &dummy, co->size);
}

/*
 * 中断当前运行的的纤程, 并将CPU交给主纤程处理调度.
 * comng    : 纤程管理器对象
 */
inline void 
co_yield(comng_t comng) {
    struct coroutine * co;
    int id = comng->running;
    assert(id >= 0);
    co = comng->co[id];
    assert((char *)&co > comng->stack);
    _save_stack(co, comng->stack + _INT_STACK);
    co->status = CS_Suspend;
    comng->running = -1;
    swapcontext(&co->ctx, &comng->main);
}

#endif

#if defined(_MSC_VER)

#include <Windows.h>

#define inline __inline

struct comng {
    PVOID main;                    // 纤程管理器中保存的临时纤程对象
    int running;                // 当前纤程管理器中运行的纤程id
    int nco;                    // 当前纤程集轮询中当前索引
    int cap;                    // 纤程集容量,
    struct coroutine ** co;        // 保存的纤程集
};

struct coroutine {
    PVOID ctx;                    // 操作系统纤程对象                
    co_f func;                    // 纤程执行的函数体
    void * ud;                    // 纤程执行的额外参数
    costatus_e status;            // 当前纤程运行状态
    struct comng * comng;        // 当前纤程集管理器
};

/*
 * 开启纤程系统, 并创建主纤程
 *            : 返回开启的纤程调度系统管理器
 */
inline comng_t
co_start(void) {
    struct comng * comng = malloc(sizeof(struct comng));
    assert(NULL != comng);
    comng->nco = 0;
    comng->running = -1;
    comng->co = calloc(comng->cap = _INT_COROUTINE, sizeof(struct coroutine *));
    assert(NULL != comng->co);
    // 开启Window协程
    comng->main = ConvertThreadToFiberEx(NULL, FIBER_FLAG_FLOAT_SWITCH);
    return comng;
}

// 销毁一个纤程
static inline void _co_delete(struct coroutine * co) {
    DeleteFiber(co->ctx);
    free(co);
}

// 创建一个纤程对象
static inline struct coroutine * _co_new(comng_t comng, co_f func, void * ud) {
    struct coroutine * co = malloc(sizeof(struct coroutine));
    assert(co && comng && func);
    co->func = func;
    co->ud = ud;
    co->comng = comng;
    co->status = CS_Ready;
    return co;
}

static inline VOID WINAPI _comain(LPVOID ptr) {
    struct comng * comng = ptr;
    int id = comng->running;
    struct coroutine * co = comng->co[id];
    co->func(comng, co->ud);
    _co_delete(co);
    comng->co[id] = NULL;
    --comng->nco;
    comng->running = -1;
}

/*
 * 激活创建的纤程对象.
 * comng    : 纤程管理器对象
 * id        : co_create 创建的纤程对象
 */
void 
co_resume(comng_t comng, int id) {
    struct coroutine * co;
    assert(comng->running == -1 && id >= 0 && id < comng->cap);
    co = comng->co[id];
    if(NULL == co || co->status == CS_Dead)
        return;
    switch(co->status) {
    case CS_Ready:
        comng->running = id;
        co->status = CS_Running;
        co->ctx = CreateFiberEx(_INT_STACK, 0, FIBER_FLAG_FLOAT_SWITCH, _comain, comng);
        comng->main = GetCurrentFiber();
        SwitchToFiber(co->ctx);
        break;
    case CS_Suspend:
        comng->running = id;
        co->status = CS_Running;
        comng->main = GetCurrentFiber();
        SwitchToFiber(co->ctx);
        break;
    default:
        assert(0);
    }
}

/*
 * 中断当前运行的的纤程, 并将CPU交给主纤程处理调度.
 * comng    : 纤程管理器对象
 */
inline void 
co_yield(comng_t comng) {
    struct coroutine * co;
    int id = comng->running;
    assert(id >= 0);
    co = comng->co[id];
    co->status = CS_Suspend;
    comng->running = -1;
    co->ctx = GetCurrentFiber();
    SwitchToFiber(comng->main);
}

#endif

/*
 * 关闭开启的纤程系统
 * comng    : co_start 返回的纤程管理器
 */
void 
co_close(comng_t comng) {
    int i;
    for (i = 0; i < comng->cap; ++i) {
        struct coroutine * co = comng->co[i];
        if (co) {
            _co_delete(co);
            comng->co[i] = NULL;
        }
    }
    free(comng->co);
    comng->co = NULL;
    free(comng);
}

/*
 * 创建一个纤程对象,并返回创建纤程的id. 创建好的纤程状态是CS_Ready
 * comng    : co_start 返回的纤程管理器
 * func        : 纤程运行的主体
 * ud        : 用户传入的数据, co_f 中 ud 会使用
 *            : 返回创建好的纤程标识id
 */
int 
co_create(comng_t comng, co_f func, void * ud) {
    struct coroutine * co = _co_new(comng, func, ud);
    // 下面是普通情况, 可以找见
    if (comng->nco < comng->cap) {
        int i;
        for (i = 0; i < comng->cap; ++i) {
            int id = (i + comng->nco) % comng->cap;
            if (NULL == comng->co[id]) {
                comng->co[id] = co;
                ++comng->nco;
                return id;
            }
        }
        assert(i == comng->cap);
        return -1;
    }

    // 需要重新分配空间, 构造完毕后返回
    comng->co = realloc(comng->co, sizeof(struct coroutine *) * comng->cap * 2);
    assert(NULL != comng->co);
    memset(comng->co + comng->cap, 0, sizeof(struct coroutine *) * comng->cap);
    comng->cap <<= 1;
    comng->co[comng->nco] = co;
    return comng->nco++;
}

/*
 * 得到当前纤程运行的状态
 * comng    : 纤程管理器对象
 * id        : co_create 创建的纤程对象
 *            : 返回状态具体参照 costatus_e
 */
inline costatus_e 
co_status(comng_t comng, int id) {
    assert(comng && id >=0 && id < comng->cap);
    return comng->co[id] ? comng->co[id]->status : CS_Dead;
}

/*
 * 得到当前纤程系统中运行的纤程, 返回 < 0表示没有纤程在运行
 * comng    : 纤程管理器对象
 *            : 返回当前运行的纤程标识id,
 */
inline int 
co_running(comng_t comng) {
    return comng->running;
}

View Code

 主要做的操作, 是通过 _MSC_VER 和 __GNUC__ 区分编译器,
执行相关操作.

森底前戏到这边基本就是是完工了. 精彩往往十分短暂, 遇见都是多亏运.

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5.0 最后之讲话

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