目录
- Linux高性能网络：协程系列01-前言
- Linux高性能网络：协程系列02-协程的起源
- Linux高性能网络：协程系列03-协程的案例
- Linux高性能网络：协程系列04-协程实现之工作原理
- Linux高性能网络：协程系列05-协程实现之原语操作
- Linux高性能网络：协程系列06-协程实现之切换
- Linux高性能网络：协程系列07-协程实现之定义
- Linux高性能网络：协程系列08-协程实现之调度器
- Linux高性能网络：协程系列09-协程性能测试
- [Linux高性能网络：协程系列10 待续]()
6.协程实现之切换
问题：协程的上下文如何切换？切换代码如何实现？
首先来回顾一下x86_64寄存器的相关知识。x86_64 的寄存器有16个64位寄存器，分别是：%rax, %rbx, %rcx, %esi, %edi, %rbp, %rsp, %r8, %r9, %r10, %r11, %r12,
%r13, %r14, %r15。
%rax 作为函数返回值使用的。
%rsp 栈指针寄存器，指向栈顶
%rdi, %rsi, %rdx, %rcx, %r8, %r9 用作函数参数，依次对应第1参数，第2参数。。。
%rbx, %rbp, %r12, %r13, %r14, %r15 用作数据存储，遵循调用者使用规则，换句话说，就是随便用。调用子函数之前要备份它，以防它被修改
%r10, %r11 用作数据存储，就是使用前要先保存原值。
上下文切换，就是将CPU的寄存器暂时保存，再将即将运行的协程的上下文寄存器，分别mov到相对应的寄存器上。此时上下文完成切换。如下图所示： 
切换_switch函数定义：
int _switch(nty_cpu_ctx new_ctx, nty_cpu_ctx cur_ctx);
参数1：即将运行协程的上下文，寄存器列表
参数2：正在运行协程的上下文，寄存器列表
我们nty_cpu_ctx结构体的定义，为了兼容x86，结构体项命令采用的是x86的寄存器名字命名。
typedef struct _nty_cpu_ctx {
void *esp; //
void *ebp;
void *eip;
void *edi;
void *esi;
void *ebx;
void *r1;
void *r2;
void *r3;
void *r4;
void *r5;
} nty_cpu_ctx;
_switch返回后，执行即将运行协程的上下文。是实现上下文的切换
0: __asm__ (
1: " .text \n"
2: " .p2align 4,,15 \n"
3: ".globl _switch \n"
4: ".globl __switch \n"
5: "_switch: \n"
6: "__switch: \n"
7: " movq %rsp, 0(%rsi) # save stack_pointer \n"
8: " movq %rbp, 8(%rsi) # save frame_pointer \n"
9: " movq (%rsp), %rax # save insn_pointer \n"
10: " movq %rax, 16(%rsi) \n"
11: " movq %rbx, 24(%rsi) # save rbx,r12-r15 \n"
12: " movq %r12, 32(%rsi) \n"
13: " movq %r13, 40(%rsi) \n"
14: " movq %r14, 48(%rsi) \n"
15: " movq %r15, 56(%rsi) \n"
16: " movq 56(%rdi), %r15 \n"
17: " movq 48(%rdi), %r14 \n"
18: " movq 40(%rdi), %r13 # restore rbx,r12-r15 \n"
19: " movq 32(%rdi), %r12 \n"
20: " movq 24(%rdi), %rbx \n"
21: " movq 8(%rdi), %rbp # restore frame_pointer \n"
22: " movq 0(%rdi), %rsp # restore stack_pointer \n"
23: " movq 16(%rdi), %rax # restore insn_pointer \n"
24: " movq %rax, (%rsp) \n"
25: " ret \n"
26: );
按照x86_64的寄存器定义，%rdi保存第一个参数的值，即new_ctx的值，%rsi保存第二个参数的值，即保存cur_ctx的值。X86_64每个寄存器是64bit，8byte。
Movq %rsp, 0(%rsi) 保存在栈指针到cur_ctx实例的rsp项
Movq %rbp, 8(%rsi)
Movq (%rsp), %rax #将栈顶地址里面的值存储到rax寄存器中。Ret后出栈，执行栈顶
Movq %rbp, 8(%rsi) #后续的指令都是用来保存CPU的寄存器到new_ctx的每一项中
Movq 8(%rdi), %rbp #将new_ctx的值
Movq 16(%rdi), %rax #将指令指针rip的值存储到rax中
Movq %rax, (%rsp) # 将存储的rip值的rax寄存器赋值给栈指针的地址的值。
Ret # 出栈，回到栈指针，执行rip指向的指令。
上下文环境的切换完成。
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原文地址：http://blog.51cto.com/240630/2306852