switch_to及ret_from_sys_call控制任务的切换与返回

     当进程A在用户态下执行着，出现了系统调用（int 0x80），CPU转而执行_system_call（system_call.s L80）中断处理过程，

     _system_call 保持了进程A在用户态时的现场信息，然后执行call _sys_call_table(, %eax, 4)指令，当执行完本指令时，进程

     A请求的系统调用已经完成了，_system_call剩下的代码是该系统调用中断处理过程的退出阶段。

 

     当执行到jne reschedule时，处于内核态的进程A希望主动放弃CPU，实现进程调度，reschedule代码如下：

     reschedule:

                 pushl   $ret_from_sys_call

                 jmp  _schedule

     先将ret_from_sys_call地址入栈，然后跳转到sched.c L104 函数schedule入口处执行该函数，当执行到switch_to(next)时，

     如果此时next = B，意味着CPU的使用权将从进程A切换到进程B，当在switch_to(next)中执行完指令ljmp %0/n/t时，此时

     CPU自动将进程A的内核态现场环境保存到A对应的tss中，例如将ss, esp保存为进程A内核态堆栈，

     将cs保存为0x0008(内核代码段)将eip保存为switch_to(next)中指令cmpl %%ecx,_last_task_used_math/n/t的地址

    （即当下一次CPU重新切换到进程A时， 即将执行的指令）。

     当CPU将进程A内核态的现在保存完毕时，又自动将进程B对应的tss中的现在信息加载到CPU的寄存器中，

     这样CPU就开始执行进程B的指令了。

 

 

     一段时间后，CPU控制权再次切换到进程A中（此时进程A处于内核态，进程A之前占有CPU的进程X执行了switch_to(B)），

     此时cs = 0x0008，eip等于指令cmpl %%ecx,_last_task_used_math/n/t的地址，故而进程A执行指令cmpl %%

     ecx,_last_task_used_math，接着执行jne 1f/n/t，clts/n，当执行完clts/n指令后，接着执行ret指令，此时eip等于

     ret_from_sys_call的地址，故而函数schedule执行完毕，程序返回到ret_from_sys_call处继续执行。

 

     执行movl _current, %eax，_current指向进程A的struct tast_struct（进程A的任务数据结构），如果是进程A是任务0，则

     立即跳出进程A的系统调用中断处理程序；执行cmpw $0x0f,CS(%esp)，如果进程A用户态的cs不是普通用户代码段，则退出；

     执行cmpw $0x17,OLDSS(%esp)，如果进程A用户态堆栈不在用户数据段中，则退出。

 

 

     当排除了以上可能后，确定了进程A是一个普通的用户态进程（区别于cs=0x08,ds=ss=0x10的进程--内核进程

     （这个称呼可能不准确）），然后进行信号量处理，处理完信号量后，执行L121处标号3的代码，进程A的系统调用中断处理程序

     全部结束，进程A从内核态返回当用户态，继续执行下一条指令。

 

     附：

     _system_call:

     _system_call: cmpl $nr_system_calls-1,%eax ja bad_sys_call push %ds push %es push %fs pushl %edx pushl %ecx # push %ebx,%ecx,%edx as parameters pushl %ebx # to the system call movl $0x10,%edx # set up ds,es to kernel space mov %dx,%ds mov %dx,%es movl $0x17,%edx # fs points to local data space mov %dx,%fs call _sys_call_table(,%eax,4) pushl %eax movl _current,%eax cmpl $0,state(%eax) # state jne reschedule cmpl $0,counter(%eax) # counter je reschedule ret_from_sys_call: movl _current,%eax # task[0] cannot have signals cmpl _task,%eax je 3f cmpw $0x0f,CS(%esp) # was old code segment supervisor ? jne 3f cmpw $0x17,OLDSS(%esp) # was stack segment = 0x17 ? jne 3f movl signal(%eax),%ebx movl blocked(%eax),%ecx notl %ecx andl %ebx,%ecx bsfl %ecx,%ecx je 3f btrl %ecx,%ebx movl %ebx,signal(%eax) incl %ecx pushl %ecx call _do_signal popl %eax 3: popl %eax popl %ebx popl %ecx popl %edx pop %fs pop %es pop %ds iret

 

     schedule:

     void schedule(void) { int i,next,c; struct task_struct ** p; /* check alarm, wake up any interruptible tasks that have got a signal */ for(p = &LAST_TASK ; p > &FIRST_TASK ; --p) if (*p) { if ((*p)->alarm && (*p)->alarm < jiffies) { (*p)->signal |= (1<<(SIGALRM-1)); (*p)->alarm = 0; } if (((*p)->signal & ~(_BLOCKABLE & (*p)->blocked)) && (*p)->state==TASK_INTERRUPTIBLE) (*p)->state=TASK_RUNNING; } /* this is the scheduler proper: */ while (1) { c = -1; next = 0; i = NR_TASKS; p = &task[NR_TASKS]; while (--i) { if (!*--p) continue; if ((*p)->state == TASK_RUNNING && (*p)->counter > c) c = (*p)->counter, next = i; } if (c) break; for(p = &LAST_TASK ; p > &FIRST_TASK ; --p) if (*p) (*p)->counter = ((*p)->counter >> 1) + (*p)->priority; } switch_to(next); }

 

     switch_to:

     #define switch_to(n) {/ struct {long a,b;} __tmp; / __asm__("cmpl %%ecx,_current/n/t" / "je 1f/n/t" / "movw %%dx,%1/n/t" / "xchgl %%ecx,_current/n/t" / "ljmp %0/n/t" / "cmpl %%ecx,_last_task_used_math/n/t" / "jne 1f/n/t" / "clts/n" / "1:" / ::"m" (*&__tmp.a),"m" (*&__tmp.b), / "d" (_TSS(n)),"c" ((long) task[n])); / }