linux kernel进程切换(寄存器保存与恢复)

在threadA执行时，被调度了执行了threadB, 那么在threadB执行完之后是如何恢复threadA进程能够继续执行的呢？

我们从代码中去寻找答案, 系统调度是schedule()函数，那么我们就从schedule()函数看起
schedule() --> __schedule(true) --> context_switch(rq, prev,next) --> switch_to(prev, next, prev) --> __switch_to((prev), (next))

/** Thread switching.*/
struct task_struct *__switch_to(struct task_struct *prev,struct task_struct *next)
{struct task_struct *last;fpsimd_thread_switch(next);tls_thread_switch(next);hw_breakpoint_thread_switch(next);contextidr_thread_switch(next);
#ifdef CONFIG_THREAD_INFO_IN_TASKentry_task_switch(next);
#endifuao_thread_switch(next);/** Complete any pending TLB or cache maintenance on this CPU in case* the thread migrates to a different CPU.*/dsb(ish);/* the actual thread switch */last = cpu_switch_to(prev, next);return last;
}

1、通用寄存器的保存
schedule() --> __schedule(true) --> context_switch(rq, prev,next) --> switch_to(prev, next, prev) --> __switch_to((prev), (next)) --> cpu_switch_to(prev, next)

/** Register switch for AArch64. The callee-saved registers need to be saved* and restored. On entry:*   x0 = previous task_struct (must be preserved across the switch)*   x1 = next task_struct* Previous and next are guaranteed not to be the same.**/
ENTRY(cpu_switch_to)mov x10, #THREAD_CPU_CONTEXTadd x8, x0, x10     // previous task_struct + THREAD_CPU_CONTEXT，X8为前一个进程的struct cpu_context结构体指针mov    x9, spstp   x19, x20, [x8], #16     // store callee-saved registers  &&&& 压栈  &&&&stp   x21, x22, [x8], #16stp  x23, x24, [x8], #16stp  x25, x26, [x8], #16stp  x27, x28, [x8], #16stp  x29, x9, [x8], #16str   lr, [x8]       // lr压栈add   x8, x1, x10    // next task_struct + THREAD_CPU_CONTEXT，X8为后一个进程的struct cpu_context结构体指针ldp x19, x20, [x8], #16     // restore callee-saved registers  &&&& 出栈  &&&&ldp x21, x22, [x8], #16ldp  x23, x24, [x8], #16ldp  x25, x26, [x8], #16ldp  x27, x28, [x8], #16ldp  x29, x9, [x8], #16ldr   lr, [x8]        lr出栈mov sp, x9
#ifdef CONFIG_THREAD_INFO_IN_TASKmsr    sp_el0, x1
#elseand    x9, x9, #~(THREAD_SIZE - 1)msr  sp_el0, x9
#endifret
ENDPROC(cpu_switch_to)

根据ARM标准文档描述<IHI0056C_beta_aaelf64.pdf>, x19～x28是属于
callee-saved registers，需要保存，此外sp,lr,pc也需要保存

THREAD_CPU_CONTEXT为thread.cpu_context在struct task_struct结构体中的偏移

 DEFINE(THREAD_CPU_CONTEXT,  offsetof(struct task_struct, thread.cpu_context));

 struct task_struct {......struct thread_struct thread;};

 struct thread_struct {struct cpu_context    cpu_context;    /* cpu context */unsigned long      tp_value;   /* TLS register */
#ifdef CONFIG_COMPATunsigned long       tp2_value;
#endifstruct fpsimd_state   fpsimd_state;unsigned long      fault_address;  /* fault info */unsigned long       fault_code; /* ESR_EL1 value */struct debug_info    debug;      /* debugging */
}

struct cpu_context {unsigned long x19;unsigned long x20;unsigned long x21;unsigned long x22;unsigned long x23;unsigned long x24;unsigned long x25;unsigned long x26;unsigned long x27;unsigned long x28;unsigned long fp;unsigned long sp;unsigned long pc;
};

问与答：
关于前面的一段汇编，上面stp的一段是压栈，将前一个进程的寄存器保存起来。
后面ldp的一段是出栈，将后一个进程的寄存器恢复出来。
关于栈，不都是先进后出吗？为何这里是先进先出、后进后出？

在arm32上，是PUSH,POP等指令，是先进后出
到了arm64上，没有了PUSH POP指令，取而代之的是STP LDP，这个指令其实就是读寄存器，没有"先进/后进/先出/后出"等概念了，你想怎么进就怎么进，想怎么出就怎么出

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