PROCESS_YIELD()宏和C语言的switch语句

    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：



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....