執行緒鍊錶與執行緒切換

2022-07-04 19:54:11 字數 1816 閱讀 5234

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執行緒鍊錶與執行緒切換

1. 執行緒等待鍊錶與排程鍊錶

1)在xp作業系統上,其是全域性變數

kiwaitlisthead - 等待鍊錶

比如:執行緒呼叫了sleep()或者waitforsingleobject()等函式,就掛到這個鍊錶中。

kidispatcherreadylisthead - 排程鍊錶

其存在32個鍊錶,按不同排程級別來進行劃分。

作業系統所有執行緒:當前kcpr正在跑的+等待鍊錶+32個排程鍊錶。

2)win7作業系統及以上

其排程鍊錶與等待鍊錶其儲存於kprcb中,而不是全域性變數。

這裡要注意,如果要遍歷鍊錶,則在高版本上搜尋kprcb中的有關屬性。

2.執行緒切換的方式

1)建立乙個程序的時候,其處於就緒狀態;

2)時鐘中斷,或者系統呼叫api的時候,其他執行緒時間隨便到了,或者主動休眠,讓出cpu的權力,切換執行緒;

3)進入乙個等待狀態,堆疊記憶體換出到磁碟上;

4)執行緒的堆疊磁碟還如到記憶體;

5)換入完畢,然後在這個執行緒插入到就緒鍊錶中,根據有限級別,找到對應的鍊錶; 

6)該執行緒就有一頂機率執行了。

3.程序切換逆向細節

其程序切換從 kiswapthread->kiswapcontext->swapcontext函式依次遞進,我們下面依次分析這幾個函式。

1)kiswapthread函式

可以看到,該函式的主要目的是找到就緒執行緒,先從kpcr中找,如果沒有則呼叫函式kifindreadythread從就緒鍊錶中找,如果仍沒有找到則切換空閒執行緒跑。

2)kiswapcontext函式

可以看出該函式的主要目的是先將堆疊儲存在暫存器中,之後準備好就緒執行緒和當前執行緒的_kthread以及kpcr結構體。

3)swapcontext函式

該函式是執行緒切換的核心函式,該函式雖然看起來龐大,但是只要把握五點即可:

① esp的切換,其是執行緒切換的核心,只要將esp切換就能把執行緒的堆疊切換掉,實現整個執行緒工作環境的切換。

② 三環下teb的切換,我們知道三環進零環fs由teb切換到thread,其原因是teb儲存在idt[7]中,kpcr儲存在idt[6]中,即切換fs指向即可(可以用od和windbg依次讀取fs暫存器驗證)。

③ 程序切換的同時會比較是否是同一執行緒,如果不是則完成執行緒的切換。

④ esp0指向的是trapframe結構,其儲存在tss.esp0中,三環進零環就是通過tss暫存器來找到有關位置的。

⑤ 執行緒切換後會判斷是否存在核心apc,如果有就去轉去執行。

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