系统调用：用户栈与内核栈的切换（上）
当发生系统调用、产生异常，外设发生中断等事件时，会发生用户栈和内核栈之间的切换，本文从系统调用角度分析用户栈与内核栈的切换。
系统调用的演变
x86 的系统调用经历了 int / iret 到 sysenter / sysexit 再到 syscall / sysret 实现方式的转变，关于具体的演化和区别、系统调用的其他细节等将在以后的系统调用专栏里分析。本文从系统调用最原始的int 0x80开始分析用户栈与内核栈的切换，重点看系统调用过程用户栈与内核栈切换的过程中的一些细节。
系统调用-分析从用户栈切换内核栈
内核syscall 入口代码在entry_64.s中：
//arch/x86/entry/entry_64.sentry(entry_syscall_64) unwind_hint_empty /* interrupts are off on entry. */ swapgs // 将用户栈偏移保存到 per-cpu 变量 rsp_scratch 中 movq %rsp, per_cpu_var(rsp_scratch) // 切换到进程内核栈 movq per_cpu_var(cpu_current_top_of_stack), %rsp /* 在栈中倒序构建 struct pt_regs */ pushq $__user_ds /* pt_regs- >ss */ pushq per_cpu_var(rsp_scratch) /* pt_regs- >sp */ pushq %r11 /* pt_regs- >flags */ pushq $__user_cs /* pt_regs- >cs */ pushq %rcx /* pt_regs- >ip */global(entry_syscall_64_after_hwframe) //rax 保存着系统调用号 pushq %rax /* pt_regs- >orig_ax */ push_and_clear_regs rax=$-enosys trace_irqs_off /* 保存参数到寄存器，调用do_syscall_64函数 */ movq %rax, %rdi movq %rsp, %rsicall do_syscall_64 /* returns with irqs disabled */上面的汇编指令中先将当前用户栈(用户空间栈顶)记录在cpu独占变量区域里(per_cpu变量)，如下所示：
movq %rsp, per_cpu_var(rsp_scratch)然后将cpu独占区域里记录的内核栈顶放入rsp/esp寄存器
movq per_cpu_var(cpu_current_top_of_stack), %rsp就是这么简洁，**上面两句汇编：就 将用户栈顶保存在了当前cpu的rsp_scratch这样一个per_cpu变量里，完成了用户栈的保存 ，然后 将当前内核栈的地址存放到当前栈指针寄存器中 ，**那么此时栈寄存器指向的就是内核栈的栈顶，由此优雅、完美地完成了用户栈到内核栈的切换！
接下来所有的压栈操作都是在内核栈里操作了，依次将用户空间寄存器压栈，此时也是往内核栈push的， 内核使用struct pt_regs初始化内核栈，也就是通过push保存寄存器的值 (将用户栈信息:用户调用的系统调用号、参数、代码段地址、数据段地址等以struct pt_regs形式压入栈) ，形成一个pt_regs结构 ，如下图(源于上篇文章中的分析)：
在栈中顺序固定且倒序压栈(在x86_64中，内核栈rbx rbp r12 r13 r14 r15不是必须保存的项（为了访问不越界相应空间必须保留），根据需要保存，linux后续版本采取都保存方式)，其中rax保存系统调用号
//rax 保存着系统调用号 pushq %rax /* pt_regs- >orig_ax */
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movq %rsp, per_cpu_var(rsp_scratch)然后将cpu独占区域里记录的内核栈顶放入rsp/esp寄存器
movq per_cpu_var(cpu_current_top_of_stack), %rsp就是这么简洁，**上面两句汇编：就 将用户栈顶保存在了当前cpu的rsp_scratch这样一个per_cpu变量里，完成了用户栈的保存 ，然后 将当前内核栈的地址存放到当前栈指针寄存器中 ，**那么此时栈寄存器指向的就是内核栈的栈顶，由此优雅、完美地完成了用户栈到内核栈的切换！
接下来所有的压栈操作都是在内核栈里操作了，依次将用户空间寄存器压栈，此时也是往内核栈push的， 内核使用struct pt_regs初始化内核栈，也就是通过push保存寄存器的值 (将用户栈信息:用户调用的系统调用号、参数、代码段地址、数据段地址等以struct pt_regs形式压入栈) ，形成一个pt_regs结构 ，如下图(源于上篇文章中的分析)：
在栈中顺序固定且倒序压栈(在x86_64中，内核栈rbx rbp r12 r13 r14 r15不是必须保存的项（为了访问不越界相应空间必须保留），根据需要保存，linux后续版本采取都保存方式)，其中rax保存系统调用号
//rax 保存着系统调用号 pushq %rax /* pt_regs- >orig_ax */
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