為什么Golang克隆syscall abi與x86-64上的Linux內核克隆不同

Question

在glibc / sysdeps / unix / sysv / linux / x86_64 / clone.S中的Linux內核克隆abi定義：

The kernel expects:
rax: system call number
rdi: flags
rsi: child_stack
rdx: TID field in parent
r10: TID field in child
r8: thread pointer

以及go1.11.5 / src / runtime / sys_linux_amd64.s上的golang克隆syscall：

// int32 clone(int32 flags, void *stk, M *mp, G *gp, void (*fn)(void));
TEXT runtime·clone(SB),NOSPLIT,$0
    MOVL    flags+0(FP), DI
    MOVQ    stk+8(FP), SI
    MOVQ    $0, DX
    MOVQ    $0, R10

    // Copy mp, gp, fn off parent stack for use by child.
    // Careful: Linux system call clobbers CX and R11.
    MOVQ    mp+16(FP), R8
    MOVQ    gp+24(FP), R9
    MOVQ    fn+32(FP), R12

    MOVL    $SYS_clone, AX
    SYSCALL

那么，為什么DX，R10，R8不遵守clone-syscall promise？ 另一方面，R9和R12似乎是不必要的。

請幫我。

Answer 1

DX和R10為零的原因

根據clone的聯機幫助頁，僅在設置CLONE_PARENT_SETTID ， CLONE_CHILD_SETTID時才使用CLONE_PARENT_SETTID 。

CLONE_PARENT_SETTID（從Linux 2.5.49開始）將子線程ID存儲在父級內存中的ptid位置。 （在Linux 2.5.32-2.5.48中，有一個標志CLONE_SETTID做到了這一點。）存儲操作在clone（）將控制權返回給用戶空間之前完成。

CLONE_CHILD_SETTID（從Linux 2.5.49開始）將子線程ID存儲在子代內存中的位置ctid。 在clone（）將控制權返回給用戶空間之前，存儲操作完成。

DX和R10與此手冊頁（ 參考 ）中的ptid和ctid相對應。

實際上，從os_linux.go： Source調用runtime.clone（）時未設置此標志。

他們不需要tid的原因可能是因為它不是pthread之類的庫，用戶可以使用tid完成一些復雜的事情。

R8，R9和R12用於什么

簡而言之，R8，R9和R12不會被系統調用使用，而是用於在其后構造堆棧。

請注意，R8和R9作為參數傳遞給系統調用，但未被克隆使用（請參見下面的原因），並且R12在系統調用之后被保留，在系統調用之后可以安全地使用這些寄存器。 （ 參考 ）

讓我們看看細節。

內部調用runtime.clone如下： 源

func newosproc(mp *m) {
    stk := unsafe.Pointer(mp.g0.stack.hi)
    ....
    ret := clone(cloneFlags, stk, unsafe.Pointer(mp), unsafe.Pointer(mp.g0), unsafe.Pointer(funcPC(mstart)))
    ....
}

閱讀Go的匯編程序快速指南 ，並發布OP代碼，您可以看到R8是mp指針，R9是mp.g0指針，R12是要在clone線程中調用的某些函數的指針。 （ m和g結構如下： Source和this： Source ）。

R8是clone的參數，表示tls（線程本地存儲），但除非設置了CLONE_SETTLS否則不使用它： Source

R9通常用作系統調用的第六個參數，但是clone不使用它，因為它僅使用5個參數（ Source ）。

R12是在系統調用后保留的寄存器。

最后，讓我們看看runtime.clone的源代碼 。 重要的是在SYSCALL 。 他們正在使用已創建的子線程中的R8和R9進行一些堆棧設置，並最終調用R12。

// int32 clone(int32 flags, void *stk, M *mp, G *gp, void (*fn)(void));
TEXT runtime·clone(SB),NOSPLIT,$0
    MOVL    flags+0(FP), DI
    MOVQ    stk+8(FP), SI
    MOVQ    $0, DX
    MOVQ    $0, R10

    // Copy mp, gp, fn off parent stack for use by child.
    // Careful: Linux system call clobbers CX and R11.
    MOVQ    mp+16(FP), R8
    MOVQ    gp+24(FP), R9
    MOVQ    fn+32(FP), R12

    MOVL    $SYS_clone, AX
    SYSCALL

    // In parent, return.
    CMPQ    AX, $0
    JEQ 3(PC)
    MOVL    AX, ret+40(FP)
    RET

    // In child, on new stack.
    MOVQ    SI, SP

    // If g or m are nil, skip Go-related setup.
    CMPQ    R8, $0    // m
    JEQ nog
    CMPQ    R9, $0    // g
    JEQ nog

    // Initialize m->procid to Linux tid
    MOVL    $SYS_gettid, AX
    SYSCALL
    MOVQ    AX, m_procid(R8)

    // Set FS to point at m->tls.
    LEAQ    m_tls(R8), DI
    CALL    runtime·settls(SB)

    // In child, set up new stack
    get_tls(CX)
    MOVQ    R8, g_m(R9)
    MOVQ    R9, g(CX)
    CALL    runtime·stackcheck(SB)

nog:
    // Call fn
    CALL    R12

//(omitted)