linux内核switch_to函数

内核版本：2.6.33.4
switch_to宏定义在System.h (arch\x86\include\asm)中，全文如下：
/*
 * Saving eflags is important. It switches not only IOPL between tasks,
 * it also protects other tasks from NT leaking through sysenter etc.
 */
#define switch_to(prev, next, last) \
do { \
/* \
* Context-switching clobbers all registers, so we clobber \
* them explicitly, via unused output variables. \
* (EAX and EBP is not listed because EBP is saved/restored \
* explicitly for wchan access and EAX is the return value of \
* __switch_to()) \
*/ \
unsigned long ebx, ecx, edx, esi, edi; \
\
asm volatile("pushfl\n\t" /* save    flags */ \
    "pushl %%ebp\n\t" /* save    EBP   */ \
    "movl %%esp,%[prev_sp]\n\t" /* save    ESP   */ \
    "movl %[next_sp],%%esp\n\t" /* restore ESP   */ \
    "movl $1f,%[prev_ip]\n\t" /* save    EIP   */ \
    "pushl %[next_ip]\n\t" /* restore EIP   在这条指令把66行跳转的返回地址即67行的地址压入栈中，_switch_to函数的最后一条指令ret即可将其弹出到eip中，当这个进程在被切换出去的时候由另外一个进程在执行63行的指令时填入*/ \
    __switch_canary \
    "jmp __switch_to\n" /* regparm call  */ \
    "1:\t" \
    "popl %%ebp\n\t" /* restore EBP   */ \
    "popfl\n" /* restore flags */ \
\
    /* output parameters */ \
    : [prev_sp] "=m" (prev->thread.sp), \
      [prev_ip] "=m" (prev->thread.ip), \
      "=a" (last), \
\
      /* clobbered output registers: */ \
      "=b" (ebx), "=c" (ecx), "=d" (edx), \
      "=S" (esi), "=D" (edi) \
      \
      __switch_canary_oparam \
\
      /* input parameters: */ \
    : [next_sp]  "m" (next->thread.sp), \
      [next_ip]  "m" (next->thread.ip), \
      \
      /* regparm parameters for __switch_to(): */ \
      [prev]     "a" (prev), \
      [next]     "d" (next) \
\
      __switch_canary_iparam \
\
    : /* reloaded segment registers */ \
"memory"); \
} while (0)


宏有三个变量：prev, next, last，分别指前一个进程描述符，下一个要切换的进程描述符，上一个进程描述符
首先定义了五个无符号长整形变量ebx, ecx, edx, esi, edi; 通过下面的输出变量部分
      "=b" (ebx), "=c" (ecx), "=d" (edx), \
      "=S" (esi), "=D" (edi)
可以看出这五个变量分别对应通用寄存器ebx, ecx, edx, esi, edi。
由输入部分的变量
      [prev]     "a" (prev), \
      [next]     "d" (next) \
我们可以看到prev和next变量分别存在寄存器eax和edx中的
由输出部分的变量
"=a" (last)
我们可以看到last变量分别存在寄存器eax中的，即last和prev其实是一个值


下面的汇编部分
    "pushfl\n\t" /* save    flags */ \
    "pushl %%ebp\n\t" /* save    EBP   */
把Eflags寄存器和ebp寄存器的值压入栈中，即prev进程的栈中，当前的esp应该是指向prev的进程栈中
通过输出参数部分的定义我们可以得知[prev_sp]和[prev_ip]分别对应 (prev->thread.sp)和(prev->thread.ip)的内存地址，[next_sp]和[next_ip]的定义也是类似的。


 "movl %%esp,%[prev_sp]\n\t"指令的作用是把esp寄存器的值存入prev->thread.sp变量中；
同理，"movl %[next_sp],%%esp\n\t"是把next->thread.sp变量的值移入esp寄存器中，这条指令即完成了进程堆栈的切换，因为esp指向不同进程的堆栈意味着当前在运行不同的进程。
"movl $1f,%[prev_ip]\n\t"指令的作用是把下面的标志为1的地址存入prev->thread.ip变量的内存中


"pushl %[next_ip]\n\t"表示把next进程的next->thread.ip变量的值压入栈中由上一条指令我们可以得知，在一般的情况下，next->thread.ip的值即为下面标志为1的地址（next->thread.ip的值为何是下面标志为1的地址，因为next进程在前一次被切换出去的时候是prev进程，由movl $1f,%[prev_ip]指令的作用是把标志为1的地址存入prev->thread.ip变量的内存中），将此值压入栈中主要是为了在下面"jmp __switch_to\n"指令跳到__switch_to函数后，__switch_to函数最后会运行ret指令，此指令会把当时的栈顶值移入eip寄存器中，然后再运行；而我们希望在__switch_to函数后运行的下一条指令的地址就是标志为1的地址，故在这里需要这么做。
__switch_canary的作用现在还不是很明白，不过指令还是很简单的


标志为1的地址处运行的两条指令为
    "popl %%ebp\n\t" /* restore EBP   */ \
    "popfl\n" /* restore flags */ \


即对应最上面的
    "pushfl\n\t" /* save    flags */ \
    "pushl %%ebp\n\t" /* save    EBP   */ \