在xv6中创建线程时注册指针

Question

我想使用系统调用“ clone（）”在xv6中创建线程，但是我对堆栈的创建感到困惑，因为如果我要创建线程，则需要创建相应的寄存器指针，例如ebp，esp ，eip。 但是我不知道如何设置这些寄存器指针的值。

这是xv6中的clone（）代码，我不知道为什么我们需要像这样设置寄存器指针的值。

int clone(void(*fcn)(void*), void *arg, void*stack){

  int i, pid;
  struct proc *np;
  int *ustack = stack + PGSIZE - sizeof(void*);
  //allocate process.
  if((np=allocproc()) == 0)
    return -1;

  //copy process state from p
  np->pgdir = proc->pgdir;
  np->sz = proc->sz;
  np->parent = 0;
  np->pthread = proc;
  *np->tf = *proc->tf;
  np->ustack = stack;

  //initialize stack variables 
  //void *stackArg, *stackRet;
  //stackRet = stack + PGSIZE -2*sizeof(void*);
  //*(uint *)stackRet = 0xffffffff;

  //stackArg = stack + PGSIZE -sizeof(void*);
  //*(uint *)stackArg = (uint)arg;
  *ustack = (int) arg;
  *(ustack - 1) = 0xffffffff;
  *(ustack - 2) = 0xffffffff;


  //Set stack pinter register
  np->tf->eax = 0;
  np->tf->esp = (int) ustack - sizeof(void*);
  np->tf->ebp = np->tf->esp;
  np->tf->eip = (int)fcn;

  for(i = 0; i < NOFILE; i++) {
    if(proc->ofile[i])
      np->ofile[i] = filedup(proc->ofile[i]);
  }

  np->cwd = idup(proc->cwd);
  np->state = RUNNABLE;
  safestrcpy(np->name, proc->name, sizeof(proc->name));
  pid = np->pid;
  return pid;

}

Answer 1

您无需设置这些寄存器-克隆将为您设置它们。 您需要提供一个函数（该克隆用于初始化ip）和一个堆栈（该克隆用于初始化sp）。

函数指针很简单（它只是一个C函数指针），但是堆栈比较棘手。 对于clone告诉你执行，你需要分配一些内存，并提供一个指针PGSIZE该块的端部下方。 Linux的克隆调用类似，但略有不同（您需要提供一个指向块末尾的指针）。 如果要捕获堆栈溢出，则需要做更多的工作（可能在堆栈下方分配一个受读/写保护的保护页）。

Answer 2

在您设置的所有寄存器值中，唯一有用的是：

eip-告诉线程从返回用户空间时开始在哪里执行

esp-这指向堆栈的顶部。 这意味着，如果您正确执行此操作，则存储在堆栈顶部的4个字节应包含您的返回地址

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当线程跳转到一个新的上下文而不是创建它的地方时， eax在这里并不是真正有用的。 否则， eax将存储上一个系统调用的返回值。 如果您仍然对此感到困惑，请参阅fork的实现。

ebp不是由您操纵的，而是由x86函数调用约定来操纵的，通常在调用函数时将其设置为esp的值。 这样，您通常会在大多数函数调用的反汇编中看到这种情况

push ebp      ; Preserve current frame pointer
mov ebp, esp  ; Create new frame pointer pointing to current stack top

ebp对于堆栈跟踪也很有用，因为它存储前一个函数堆栈的顶部，然后再将其更改为指向当前堆栈顶部

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您不需要这个*(ustack - 2) = 0xffffffff;