仿照Linux内核中对线程的实现方式，即：用task_struct的结构体来管理进程，task_struct中保存了一个进程的所有信息，包括内存地址空间、打开的文件、调度优先级、运行状态、上下文信息等；Linux没有为支持线程而新增任何数据结构，也就是说Linux中的进程和线程都是用task_struct这个结构体来表示；在Linux看来线程就是一个普通的进程，只不过这个进程和其它进程共享了地址空间等资源，所有共享同一个地址空间的task_struct组成了我们常说的进程，每个task_struct可以理解为我们常说的线程。
我们仿照 Linux 的实现，让 XV6 的内核支持 “共享资源” 的进程，也就是 线程。
这个多线程实现是在 XV6 的 util 分支代码上实现的，注意确认是是否用的是这个分支的代码。
点击这里下载--完整多线程XV6系统代码（包括整个 XV6 + 我们修改过的代码）
xv6 需要依赖两个工具，即： GCC/Binutils 和 QEMU
需要注意的是，这两个工具都需要是 RISC-V 版本的，因为 xv6 是依赖 RISC-V 指令集架构的 以下链接给出一个tutorial，如何在Linux host中搭建编译、调试xv6-riscv OS kernel的实验环境： https://zhuanlan.zhihu.com/p/509296983
给操作系统增加多线程功能，并且还需要让用户态程序可以使用，是一个比较复杂的过程。下面是整个系统需要做的工作：
系统从下到上分为四层，我们依次从下到上实现。
注意：里面很多层函数名字相同，比如内核实现函数名为 thread_create，用户态提供C语言函数 thread_create，虽然函数名是一样，实际上他们是完全不同的东西。只是为了方便，我们用了一模一样的名字而已。所以，不同层是完全不同的实现，名字只是图方便用了一样，仅此而已。
接下来我们从底层内核开始，依次实现多线程功能。
内核进程管理结构在 kernel/proc.h 中定义：
# 主要增加了这一行代码，用于标明当前 进程 是否为 线程
int is_thread; // Flag to indicate whether this is a thread or process
内核进程操作在 kernel/proc.c 中，我们增加三个方法：
// 线程创建
int thread_create(void (*start_routine)(void*), void *arg, void *stack)
// 线程退出
void thread_exit(void)
// 线程等待
int thread_join(int pid)
操作系统的 内核态、用户态 是严格分离的，**用户程序不能访问内核功能 ** （如果强行访问内核地址，程序就会被杀掉，就是大家平时见到的，程序访问地址非法，系统已经结束程序运行，或者在 Linux 中称为 Segment Fault ）。所以我们前面增加的内核功能 thread_create、thread_exit、thread_join 只能被内核自己调用，无法提供给用户程序使用。
要让内核功能被用户程序使用，唯一的方法就是把内核功能 封装成系统调用 提供给普通用户使用。类似我们常见的 读写文件 fread，fwrite 一样，这都是系统调用。接下来，我们把内核功能封装为系统调用。
#define SYS_thread_create 22
#define SYS_thread_exit 23
#define SYS_thread_join 24
int thread_create(void (*start_routine)(void*), void *arg, void *stack);
void thread_exit(void);
int thread_join(int pid, uint64 addr);
系统调用提供给用户态程序运行，是通过提供一批 “符号表” 来实现的。所谓 “符号表” ， 就是系统调用的 “函数名” --> "函数地址" 的对应。用户态程序通过查找符号表中 sys_thread_create 名字，得到这个导出函数的地址，然后访问这个地址实现对系统调用的访问。
到现在为止，我们已经完成了 在内核中添加多线程支持，以及提供线程的系统调用给用户程序。现在我们再次编译 XV6 内核，确认之前添加的功能没有出错。
# 编译内核，确认之前添加的代码没有问题
make qemu
理论上，你的用户态程序可以直接访问 系统调用， 是的，只是 “理论上” 。
实际上，99% 的程序，都是通过 程序库 来访问系统调用的。大家平时用的 printf、malloc、read、write、... 都是被 libc 库封装好的函数，由 libc 库去访问系统调用，所以你的程序实际上根本没有直接访问过任何 系统调用。
我们这里也延续这个 习俗，把系统调用封装在 用户态的程序库中，而你的用户程序只是调用 用户态程序库。
你没看错，就是 “汇编语言” ， 这就是为什么你的程序从来没有直接访问系统调用的原因，除非你愿意自己用汇编语言去写接口。所以，这些系统调用都是 程序库 用汇编写好，然后你只需要调用 程序库 就可以了。
修改 user/usys.pl 文件，加入新的系统调用，这个文件会负责生成对应的 汇编代码。
通过汇编访问系统调用，然后提供一个 C语言 接口，方便你的 C语言程序 可以使用。你平时用的 printf、malloc、read、write 全是 C语言接口。
修改 user/user.h 文件，加入 C语言接口 定义
注意：这是一个用户态的程序，所以我们需要把它放在 user 目录下，参考之前的教程 XV6与Unix实用程序Sleep实验
# 编译 内核 + 用户态 程序
make qemu
# 运行多线程程序
threadtest
真正的多线程，应该是共享内存的。10个线程，共享同一个进程的内存空间。但是，我们目前没有实现共享内存。
没实现的原因：
- 多个线程共享内存，每个线程退出都会 “释放内存” ，这时候需要对内存做使用计数，释放其实是减计数，等计数为零的时候，才真正的释放内存。
- XV6 内存管理没有实现 “计数”。他每个进程都复制所有内存，这样每个进程释放内存都是释放自己的，不需要计数。
- 如果要实现共享内存，就需要我们大幅修改内存代码，自己实现引用计数，包括共享页表、共享文件都要计数，工作量太大了。
各种资源都需要实现 “计数” 共享。比如进程中10个线程打开了同一个文件，现在一个线程关闭文件，我们需要 “减计数” ，直到所有线程关闭文件 计数为零，我们才真的关闭文件。Linux 系统万物皆文件，包括 普通文件、管道 Pipe、设备文件 Dev、显示输出、Socket、... 都需要实现一套 “计数” 机制，才能做到真正的 多线程共享资源 。
多个线程同时访问设备，比如打印输出到屏幕，需要实现 设备锁、互斥访问。不然就会几个线程打印的内容相互穿插。如下
线程1 ： printf("AAAAAAA")
线程2： printf("BBBBBBB")
正常多线程打印结果应该是
AAAAAAA
BBBBBBB
目前多线程没有实现 设备锁，互斥访问，所以多线程同时运行，打印会出现如下情况：
AABABBBBAABBBA 两个线程打印的东西相互穿插，混在一起了，这是因为没有实现 设备锁、互斥访问
很多资源都需要实现相应的 设备锁、互斥访问。
一个程序生成几十个线程，一般都会需要有一个功能，一次等所有线程结束再退出，如下：
// 生成 20个线程
for(int i=0; i < 20; i++)
thread_create(....)
// 等待所有线程退出
wait_for_all()
目前我们没有这个功能，我们只能一个一个等线程退出，没法批量等
XV6 是一个教学系统，为了保证它的小巧可读，很多现代操作系统的功能并没有实现。如果需要实现真正意义上的多线程，需要大幅修改整个系统的代码。这个工作就留给大家自己练手了。