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ppos-v2:trocas_de_contexto [2026/02/24 17:25] – [Tarefa] mazieroppos-v2:trocas_de_contexto [2026/07/30 19:24] (atual) – [Tarefa] maziero
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 +====== Trocas de contexto ======
 +
 +Este projeto faz parte do [[PPOS-v2:start|PPOS v2]].
 +
 +Implementar tarefas simultâneas dentro de um processo de usuário não é uma tarefa difícil, embora alguns detalhes de baixo nível possam assustar os iniciantes, como a manipulação de registradores para as trocas de contexto.
 +
 +Este projeto visa explicar o funcionamento básico das trocas de contexto, usando uma pequena **biblioteca de trocas de contexto** em modo usuário. Essa biblioteca foi escrita em linguagem de máquina, pois a manipulação direta de registradores é difícil de fazer em linguagens de alto nível.
 +
 +<note important>
 +A biblioteca usada é específica para processos Linux executando em processadores Intel/AMD de 64 bits. Sua execução em outros ambientes exige diversas adaptações. O padrão POSIX definiu uma biblioteca portável para trocas de contexto em modo usuário, chamada [[https://en.wikipedia.org/wiki/Setcontext|ucontext]], que foi descontinuada.
 +</note>
 +
 +===== Tarefa =====
 +
 +  * Estude o conteúdo dos arquivos em {{ context.tgz |}}:
 +    * ''contexts.c'' : programa de teste
 +    * ''ctx.h'' : definições
 +    * ''ctx.s'' : implementação (assembly)
 +  * Compile e execute o programa (''make'') e explique seu funcionamento.
 +  * Explique o objetivo da estrutura ''ctx_t'' definida em ''ctx.h''.
 +  * Explique o objetivo e os parâmetros das funções definidas em ''ctx.h''.
 +  * Explique cada linha do código de teste que chame uma dessas funções.
 +  * Para visualizar melhor as trocas de contexto, desenhe o [[so:diagrama de tempo]] dessa execução.
 +
 +<note important>
 +A depuração passo a passo desse código com o ''gdb'' pode apresentar alguma dificuldade, devido às trocas de contexto. Sugere-se inserir pontos de parada (//breakpoints//) nos trechos mais críticos (antes e depois das chamadas a ''ctx_switch'', por exemplo) e depurar "saltando" de um ponto ao próximo.
 +</note>
 +
 +===== A entregar =====
 +
 +=) Nada!
 +
 +:-D Basta estudar e entender o código da biblioteca e do teste...
 +
 +===== Curiosidade =====
 +
 +Trocas de contexto são implementadas dentro do núcleo, por código sucinto mas geralmente complexo. Veja um [[https://en.wikipedia.org/wiki/A_Commentary_on_the_UNIX_Operating_System#%E2%80%9CYou_are_not_expected_to_understand_this%E2%80%9D|comentário do código de troca de contexto]] de uma versão inicial do UNIX (anos 1970):
 +
 +<code c>
 +/*
 + * Switch to stack of the new process and set up
 + * his segmentation registers.
 + */
 +retu(rp->p_addr);
 +sureg();
 +/*
 + * If the new process paused because it was
 + * swapped out, set the stack level to the last call
 + * to savu(u_ssav).  This means that the return
 + * which is executed immediately after the call to aretu
 + * actually returns from the last routine which did
 + * the savu.
 + *
 + * You are not expected to understand this.      <-----------------
 + */
 +if(rp->p_flag&SSWAP) {
 + rp->p_flag =& ~SSWAP;
 + aretu(u.u_ssav);
 +}
 +/*
 + * The value returned here has many subtle implications.
 + * See the newproc comments.
 + */
 +return(1); 
 +</code>
 +
 +===== Outras informações =====
 +
 +  * Duração estimada: 2 horas.