By cszhao1980

本章将探讨unix v6代码中最微妙的部分，即著名的注释：“ You are not expected to understand this”。

 

2178: swtch()

2179: {

2180:     static struct proc *p;

2181:     register i, n;

2182:     register struct proc *rp;

          ……

2228:     retu(rp->p_addr);

2229:     sureg();

2230: /*

2231: * If the new process paused because it was

2232: * swapped out, set the stack level to the last call

2233: * to savu(u_ssav). This means that the return

2234: * which is executed immediately after the call to aretu

2235: * actually returns from the last routine which did

2236: * the savu.

2237: *

2238: * You are not expected to understand this.

2239: */

2240:     if(rp->p_flag&SSWAP) {

2241:         rp->p_flag =& ~SSWAP;

2242:         aretu(u.u_ssav);

2243:     }

2244: /* The value returned here has many subtle implications.

2245: * See the newproc comments.

2246: */

2247:     return(1);

2248: }

 

相关代码仅有三行，逻辑非常简单：

（1）         在swtch()退出之前，会检查进程的SSWAP标志；

（2）         如该标志置位，则清理该标志，然后调用aretu(u.u_ssav)。

 

首先看一下aretu()，这个函数与retu()的作用类似：

（1）         使用参数指向的内容更新sp和r5；

（2）         不同的是，aretu()不会更新KISA6，即不会进行进程切换。

 

看起来，swtch()神秘代码的作用是调整sp和r5，以使其在return时跳到另外的地

方——即savu(u.u_ssav);的调用者的调用者。

 

接下来，让我们看看，会设置SSWAP标志的几种情况：

（1）         expand函数；

2268: expand(newsize)

2269: {

2270:     int i, n;

……

2281:     savu(u.u_rsav);

2282:     a2 = malloc(coremap, newsize);

2283:     if(a2 == NULL) {

2284:         savu(u.u_ssav);

2285:         xswap(p, 1, n);

2286:         p->p_flag =| SSWAP;

2287:         swtch();

2288:         /* no return */

2289:     }

……

2296: }

 

（2）         xalloc函数；

4433: xalloc(ip)

4434: int *ip;

4435: {

……
4474: out:

4475:     if(xp->x_ccount == 0) {

4476:         savu(u.u_rsav);

4477:         savu(u.u_ssav);

4478:         xswap(u.u_procp, 1, 0);

4479:         u.u_procp->p_flag =| SSWAP;

4480:         swtch();

4481:        /* no return */

4482:      }

4483: xp->x_ccount++;

4484: }

 

（3）         newproc函数；

1826: newproc()

1827: {

1828:     int a1, a2;

……

1896:     a2 = malloc(coremap, n);

1897:    /*

1898:     * If there is not enough core for the

1899:     * new process, swap out the current process to generate the

1900:     * copy.

1901:     */

1902:     if(a2 == NULL) {

1903:         rip->p_stat = SIDL;

1904:         rpp->p_addr = a1;

1905:         savu(u.u_ssav);

1906:         xswap(rpp, 0, 0);

1907:         rpp->p_flag =| SSWAP;

1908:         rip->p_stat = SRUN;

1909:      } else {

……

1919: }

 

呵呵，这几个函数都是我们的老朋友，只是当初都跳过了SWAP相关的部分。现在，

是了解他们的时候了。总得来说，设置SSWAP标志发生在当前进程的coremap资源得

不到满足的情况下：

（1）         对expand来说，malloc更大的coremap失败；

 

（2）         对xalloc来说，要“连接”的text segment的活动计数为0（总计数不为0），即该

                  text segment已经被swap out。于是，当前进程无法执行，则将当前进程换出；

 

（3）         对newproc来说，无法为新进程申请足够的core空间，于是需要将生成的新进程换出。

 

不但如此，这三个函数都在xswap之前调用了savu(u.u_ssav)——这使得swtch()函数的第2242行

“  aretu(u.u_ssav)”造成的影响是，当swtch()返回时，将直接返回到这三个函数的调用者。

 

下面，我将以expand的情况为例，来讲解其中的原因。

首先，还记得前面在讲解expand时提到的那个小技巧末？即使用xswap的第三个参数（old size），

在换出时，只换出有效的内容。如果您足够细心，您还会注意到，expand()函数换出内存image时，

在swap空间中申请的是newsize的大小。这样做的结果是，当调度进程将该进程换入时，会申请

newsize大小的core空间，即实现了expand函数的调用初衷。

 

接下来，我们看一下expand函数正常返回时（即core空间足够时）的逻辑路径，相比较core空间

不足的情况，多了一些代码，如下所示：

2283:     if(a2 == NULL) {

          …                //core空间不足时

2289:     }                     

                            //core空间足够时

2290:     p->p_addr = a2;        // 重新设置u地址

2291:     for(i=0; i<n; i++)       //拷贝原有u地址空间的内容

2292:         copyseg(a1+i, a2++);

2293:     mfree(coremap, n, a1);   //释放原有u空间

2294:     retu(p->p_addr);        //将KISA6指向新u空间

2295:     sureg();               //设置user寄存器          

 

在expand()申请core空间失败的情况下，这些代码所做的事情会被其他的程序完成：

（1）         swap out时，会free掉原有u空间；

（2）         swap in时，调度进程会重设KISA6和user寄存器；而且，调度进程会

                   申请newsize的core空间，并将swap空间的image拷贝到core中。

 

因此，进程在恢复运行时，应该直接跳到expand()函数之后运行——就好像它

刚刚成功的执行了一个expand一样。而这正是由神秘的“You are not expected

 to understand this”代码所完成的。

 

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