系统调用和进程切换时的寄存器信息保存在哪里？
系统调用是什么？？？
系统调用是操作系统为用户提供的一系列API；系统调用将用户的请求发给内核，内核执行完以后，将结果返回给用户；
以open为例，进行系统调用：
分析Linux2.6.11版本
<1>通过在unistd.h中的函数名的拼接；
<2>找到对应的系统调用号
<3>然后将此系统调用号通过eax寄存器告知内核，在执行0x80号中断的时候，eax寄存器中放的是5；
<4>将用户空间的esp等信息压入内核栈，在内核栈上执行系统调用；
<5>系统调用执行完毕，将结果写入eax寄存器中，将用户空间的信息弹出内核栈，执行用户空间的代码；
系统调用时的当前进程要进行模式的切换，要从用户态切换到内核态，那么用户态的一些寄存器信息，就要进行压栈的操作，压入内核栈，以免下次进行现场恢复（恢复到用户空间）的时候，直接从内核栈弹出寄存器的信息，并让eax寄存器带上内核完成系统调用时的结果；
进程切换来了。。。
当我们进程进行切换的时候，用户态的寄存器信息，是保存在哪里的呢？用户态的信息是保存在task_struct里面的成员变量thread里面；
struct task_struct {
/**
* 进程状态。
*/
volatile long state; /* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */
/**
* 进程的基本信息。
*/
struct thread_info *thread_info;
atomic_t usage;
unsigned long flags; /* per process flags, defined below */
unsigned long ptrace;
int lock_depth; /* Lock depth */
/**
* 进行的动态优先权和静态优先权
*/
int prio, static_prio;
/**
* 进程所在运行队列。每个优先级对应一个运行队列。
*/
struct list_head run_list;
/**
* mm:指向内存区描述符的指针
*/
struct mm_struct *mm, *active_mm;
struct thread_struct thread;
...
}针对上面的代码，我们来说一下thread和thread_info的区别；
以下为thread的结构：
/**
* 进程被切换出去后，内核把它的硬件上下文保存在这个结构中。
* 它包含大部分CPU寄存器，但是不包含eax、ebx这样的寄存器。
*/
struct thread_struct {
/* cached TLS descriptors. */
struct desc_struct tls_array[GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES];
unsigned long esp0;
unsigned long sysenter_cs;
unsigned long eip;
unsigned long esp;
unsigned long fs;
unsigned long gs;
/* Hardware debugging registers */
unsigned long debugreg[8]; /* %%db0-7 debug registers */
/* fault info */
unsigned long cr2, trap_no, error_code;
/* floating point info */
/**
* 为支持选择性装入FPU、MMX和XMM寄存器，引入此结构。
* 当切换进程时，将进程的这些寄存器保存在i387结构中。
*/
union i387_union i387;
/* virtual 86 mode info */
struct vm86_struct __user * vm86_info;
unsigned long screen_bitmap;
unsigned long v86flags, v86mask, saved_esp0;
unsigned int saved_fs, saved_gs;
/* IO permissions */
unsigned long *io_bitmap_ptr;
/* max allowed port in the bitmap, in bytes: */
unsigned long io_bitmap_max;
};以上代码可以看出来我们的thread里面保存的是一些进程切换时，寄存器中的内容，当进行进程切换的时候，我们需要保存寄存器的信息，把寄存器的信息赋值给thread里面的各个变量；
thread_info的结构如下:
struct thread_info {
struct task_struct *task; /* main task structure */
struct exec_domain *exec_domain; /* execution domain */
/**
* 如果有TIF_NEED_RESCHED标志，则必须调用调度程序。
*/
unsigned long flags; /* low level flags */
/**
* 线程标志:
* TS_USEDFPU:表示进程在当前执行过程中，是否使用过FPU、MMX和XMM寄存器。
*/
unsigned long status; /* thread-synchronous flags */
/**
* 可运行进程所在运行队列的CPU逻辑号。
*/
__u32 cpu; /* current CPU */
__s32 preempt_count; /* 0 => preemptable, <0 => BUG */
mm_segment_t addr_limit; /* thread address space:
0-0xBFFFFFFF for user-thead
0-0xFFFFFFFF for kernel-thread
*/
struct restart_block restart_block;
unsigned long previous_esp; /* ESP of the previous stack in case
of nested (IRQ) stacks
*/
__u8 supervisor_stack[0];
};thread_info是保存不同体系下进程的信息，不同的体系结构可能进程需要存储的信息不尽相同, 这就需要我们实现一种通用的方式, 我们将体系结构相关的部分和无关的部门进行分离，这就是thread_info的作用；
是不是会有小伙伴会问那当我一个进程进行系统调用的时候，其实我并不知道，当我的系统调用返回的时候，会不会发生进程切换，我进程系统调用前是不知道的，那么我们为什么进行模式切换时，要把用户的栈信息，压入内核栈呢？我们为什么不直接保存在thread里面，这样的话，当系统调用返回的时候，如果刚好又要进行切换的时候，我们的用户栈信息，已经保存在thread里面了，不就好了么？？？
其实，对于这个问题，我自己也是很郁闷，通过问苏老师，我终于才懂了；
苏大神说：当进行系统调用的时候，当前进程的时间片就停止了，由内核去完成系统调用，当我们系统调用返回的时候，时间片就可以重新开始计时，无论怎么样，系统调用以后，一定是有时间让内核把信息，返回给用户，系统调用的结果会保存在eax寄存器中，如果系统刚调用完毕，准备返回用户空间，就在此时，发生了进程切换，那么别的进程就会改掉eax的值，那么当我下次进行恢复的时候，还得重新调用系统调用，这样子的话，对于系统的资源就态浪费了；所以说进行系统调用的返回值一定是返回给用户的，当用户吧eax寄存器的值保存起来以后，标志这系统调用完毕，接下来切不切换进程就没有啥影响了；
当发生系统调用或者中断的时候，中断发生前夕，要把所有相关寄存器的内容都保存在内核堆栈中，由宏SAVE_ALL宏完成 ：
#define SAVE_ALL \
cld; \
pushl %es; \
pushl %ds; \
pushl %eax; \
pushl %ebp; \
pushl %edi; \
pushl %esi; \
pushl %edx; \
pushl %ecx; \
pushl %ebx; \
movl $(__KERNEL_DS),%edx; \
movl %edx,%ds; \
movl %edx,%es;恢复现场的宏RESTORE_ALL ：
从中断返回时，恢复相关寄存器的内容，这是通过RESTORE_ALL宏完成的：
#define RESTORE_ALL \
popl %ebx; \
popl %ecx; \
popl %edx; \
popl %esi; \
popl %edi; \
popl %ebp; \
popl %eax; \
1: popl %ds; \
2: popl %es; \
addl $4,%esp; \
3: iret;总结：系统调用的时候，用户态的栈信息压入内核栈；进程切换的时候，用户态的栈信息保存在task_struct中的成员thread中；