[OS64][026]源码阅读：程序4-11 切换到第二个进程 ，程序执行过程示意图

[OS64][025]源码阅读：程序4-11：运行结果，数据结构，第一个进程init_task_union

https://www.jianshu.com/p/b30fb97a1dc4

• 需要结合上文的数据结构，来理解下面的程序执行过程示意图

程序4-11 程序执行过程示意图

• 这个示意图描述与第二个进程 init 相关的完整流程 ，因此有关第一个进程init_task_union的部分代码都省略了，完整代码参见配书代码包程序4-11
  
  程序4-11 程序执行过程示意图.png

• 使用PCB（Process Control Block）程序控制结构体来表示一个进程，进程里面不仅要存执行代码、还要存数据，以及保存相关寄存器的值（即执行现场）
• 作为第二个进程的执行代码的init()函数，功能只是简简单单地输出一条字符串，指明其正在运行，有成功运行过；
• 具体的函数流动顺序是task_init() -> kernel_thread() -> do_fork() -> switch_to() -> __switch_to() -> kernel_thread_func() -> init() -> do_exit()

task_init()

• task_init()函数主要任务是初始化属于第一个进程init_task_union的一些数据结构(init_mm) 以及 调用kernel_thread()

kernel_thread()

• 从这里开始，着手设置与第二个进程init相关的各种结构、数据
• 创建并声明了结构体regs ，也是在这里 填入了init的入口地址以及 kernel_thread_func() 的入口地址

struct pt_regs regs;
memset(®s,0,sizeof(regs));

struct pt_regs
{
    unsigned long r15;
    unsigned long r14;
    unsigned long r13;
    unsigned long r12;
    unsigned long r11;
    unsigned long r10;
    unsigned long r9;
    unsigned long r8;
    unsigned long rbx;
    unsigned long rcx;
    unsigned long rdx;
    unsigned long rsi;
    unsigned long rdi;
    unsigned long rbp;
    unsigned long ds;
    unsigned long es;
    unsigned long rax;
    unsigned long func;
    unsigned long errcode;
    unsigned long rip;
    unsigned long cs;
    unsigned long rflags;
    unsigned long rsp;
    unsigned long ss;
};

do_fork()

• 把上面的那个regs结构体的数据复制到了开辟的内存空间

memcpy(regs,
(void *)((unsigned long)tsk + STACK_SIZE - sizeof(struct pt_regs)),
sizeof(struct pt_regs));

（这之前有使用alloc_pages分配一个2MB物理页，地址是0x200000起始，示意图没有体现，这里说明一下）

switch_to()

• 这其实是一个宏
• pushq %3的时候，本质上是把kernel_thread_func()的入口地址压栈了，那么在函数__switch_to()执行完之后就会跳转到kernel_thread_func()去执行，此时
• 由于之前有"D"(prev),"S"(next)，本质是RDI = 属于第一个进程的task_struct指针 RSI=属于第二个进程的task_struct指针，刚好构成函数kernel_thread_func()的两个传入参数

把 init改成helloworld更容易看清楚第二个进程的本质

将init 改成 hello world

• 只需要简单地把这两处init修改成helloworld ，其余代码不变

unsigned long helloworld(unsigned long arg)
{
    color_printk(YELLOW,BLACK,"hello world is running,arg:%#018lx\n",arg);

    return 1;
}

void task_init()
{

    kernel_thread(helloworld,10,CLONE_FS | CLONE_FILES | CLONE_SIGNAL);

}

• 重新编译、连接、运行可以得到hello world
  
  重新编译、连接、运行可以得到hello world

参考资料

• 函数int foo(a, b, c, d, e, f, g ...)

汇编视角
RDI = a
RSI  = b
RDX = c
RCX =d
R8 = e
R9 = f
其余通过 memory 传递
RAX = 返回值

• [OS64][027]源码调试：程序4-11 调试过程 objdump bochs: info cpu、print-stack、sreg、breakpoint

https://www.jianshu.com/p/c870f2144172