switch_to

Liucw2012 2012-04-26

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switch_to

分类： Process Scheduling2007-01-10 12:171257人阅读评论(2)收藏举报

switch_to()负责从上一个进程的处理器状态切换到新进程的处理器状态

15 #define switch_to(prev,next,last) do {

16 unsigned long esi,edi;

17 asm volatile("pushfl "

18 "pushl %%ebp "

19 "movl %%esp,%0 " /* save ESP */

20 "movl %5,%%esp " /* restore ESP */

21 "movl $1f,%1 " /* save EIP */

22 "pushl %6 " /* restore EIP */

23 "jmp __switch_to "

24 "1: "

25 "popl %%ebp"

26 "popfl"

27 :"=m" (prev->thread.esp),"=m" (prev->thread.eip),

28 "=a" (last),"=S" (esi),"=D" (edi)

29 :"m" (next->thread.esp),"m" (next->thread.eip),

30 "2" (prev), "d" (next));

31 } while (0)

输出部分有5个参数,表明这段程序执行后有5项数据会有改变。其中%0和%1都在内存中，分别为prev->thread.esp和prev->thread.eip，而%2则与寄存器EAX结合，对应于参数中的last. [输出的参数为5个,分别为prev->thraad.esp(%0), prev->thread.eip(%1), last(%2), esi(%3), edi(%4) ]
输入部分有4个参数。其中%5和%6在内存中，分别为next->thread.esp和next->thread.eip；%7与寄存器EAX结合，对应于prev；%8与寄存器EDX结合，对应于next [输入的参数为4个,分别为next->thread.esp(%5), next->thread.eip(%6), prev(%2), next(%7) ]
"2" (prev), "d" (next),在寄存器%%eax和%%edx中分别保存prev和next的值
第一步,pushfl, pushl %%ebp, 将进程prev的eflags和ebp保存到该进程的内核堆栈中
第二步,movl %%esp, %0(prev->thread.esp),将当前进程prev的系统空间堆栈指针存入该进程的进程描述符结构体中(prev->thread.esp).
第三步,movl %5(next->thread.esp), %%esp 将下一个待执行进程next的系统空间堆栈指针切换进来.由于硬件相关的进程上下文信息都跟内核堆栈相关,所以第二步和第三步可以说完成了进程切换的大部分工作.(从21行开始就在使用进程next的堆栈了。换言之，从21开始，“当前进程”已经是next而不是prev了)
第四步,movl $1f, %1(prev->thread.eip), 将25行的地址保存在prev->thread.eip中
第五步,pushl %6(next->thread.eip), jmp __switch_to 这是整个宏的玄机所在,首先将next->thread.eip压栈, 然后跳转到__switch_to()函数中去执行,这里要注意的是,C函数执行完成后,其返回地址在栈顶位置,又由于现在栈顶的值是next->thread.eip, 这样,next->thread.eip(即上一次它被调离时25行的地址)即为这个函数的返回地址,这样,函数返回后,将跳转到25行这个地址去执行.
第六步,popl %%ebp, popfl 恢复新进程的相关寄存器的值.由于在第三步中,进程栈切换已经完成,所以,这里是对新的进程栈的恢复操作.

注:

current与ESP的关系

在内核代码中当需要访问当前进程的task_struct结构时使用的指针current实际上是个宏定义，它是根据当前进程的堆栈指针ESP计算出来的

eip是下条要执行的指令地址
ebp指向内核堆栈基地址
esp指向内核堆栈栈顶

第一步
pushfl
pushl %%ebp
                   进程prev的内核堆栈

                   |           |
                   |           |
                   |-----------|
                   | eflags   |
                   | ebp      |
           %%esp-->|           |

第二步
movl %%esp,%0 //prev->thraad.esp(%0)
                   进程prev的内核堆栈
                   |           |
                   |           |
                   |-----------|
                   | eflags   |
        (%%esp)    | ebp      |
prev->thread.esp-->|           |

第三步
movl %5,%%esp   //next->thread.esp(%5)

                进程next的内核堆栈

                |           |
                |           |
                |           |
                | eflags    |
                | ebp       |
        %%esp-->|           |
(next->thread.esp)

第四步
movl $1f,%1     //prev->thread.eip(%1)

prev->thread.eip = (第25行的地址)
作为进程prev下一次被调度运行时的“返回地址”

第五步
pushl %6        //next->thread.eip(%6)

             进程next的内核堆栈
           |                |
           |                |
           |                |
           |eflags          |
           |ebp             |
           |next->thread.eip|
   %%esp-->|                |
将next->thread.eip压入堆栈(next的内核堆栈?)：这里的next->thread.eip正是
进程next上一次被调离时在第21行中保存的。它也执行这里的标号"1", 即25行的popl指令