# Context switch: callee-saved register와 task state v6.18.37 / arch/arm64/kernel/entry.S 실행 중이던 함수가 나중에 이어서 실행되려면 그 함수의 스택과 보존 레지스터가 돌아와야 합니다. arm64는 x19~x29·SP·LR, x86은 ABI와 전환 코드가 정한 저장 상태, RISC-V는 s0~s11·SP·RA 등을 중심으로 바꿉니다. 대표로 arm64 cpu_switch_to 전체를 읽으며 예외 진입의 전체 레지스터 저장과 구분합니다. ## cpu_switch_to ```c SYM_FUNC_START(cpu_switch_to) save_and_disable_daif x11 mov x10, #THREAD_CPU_CONTEXT add x8, x0, x10 mov x9, sp stp x19, x20, [x8], #16 // store callee-saved registers stp x21, x22, [x8], #16 stp x23, x24, [x8], #16 stp x25, x26, [x8], #16 stp x27, x28, [x8], #16 stp x29, x9, [x8], #16 str lr, [x8] add x8, x1, x10 ldp x19, x20, [x8], #16 // restore callee-saved registers ldp x21, x22, [x8], #16 ldp x23, x24, [x8], #16 ldp x25, x26, [x8], #16 ldp x27, x28, [x8], #16 ldp x29, x9, [x8], #16 ldr lr, [x8] mov sp, x9 msr sp_el0, x1 ptrauth_keys_install_kernel x1, x8, x9, x10 scs_save x0 scs_load_current restore_irq x11 ret SYM_FUNC_END(cpu_switch_to) ``` ### 823행 ```c SYM_FUNC_START(cpu_switch_to) ``` SYM_FUNC_START는 함수 기호와 어셈블러 메타데이터를 선언합니다. 호출 시 x0는 이전 task, x1은 다음 task이며 x0는 보존해야 합니다. ### 824행 ```c save_and_disable_daif x11 ``` 전환 도중 IRQ 등 예외 상태 변경으로 새·옛 task 상태가 섞이지 않게 DAIF를 저장하고 차단합니다. 원래 값은 x11에 둡니다. ### 825행 ```c mov x10, #THREAD_CPU_CONTEXT ``` task_struct 안의 cpu_context까지의 빌드 시 결정된 offset을 x10에 넣습니다. 구조체 크기를 숫자로 외우지 않습니다. ### 826행 ```c add x8, x0, x10 ``` 이전 task 주소 x0에 offset을 더해 저장할 context의 시작 주소 x8을 만듭니다. ### 827행 ```c mov x9, sp ``` 현재 스택 포인터를 일반 레지스터 x9로 옮겨 뒤의 쌍 저장 명령에 사용할 수 있게 합니다. ### 828행 ```c stp x19, x20, [x8], #16 // store callee-saved registers ``` 이전 task의 x19와 x20을 현재 x8 위치에 저장한 뒤 x8을 16바이트 증가시킵니다. post-index 증가는 저장 뒤입니다. ### 829행 ```c stp x21, x22, [x8], #16 ``` 다음 슬롯에 이전 task의 x21과 x22를 저장하고 x8을 다음 쌍으로 옮깁니다. ### 830행 ```c stp x23, x24, [x8], #16 ``` x23과 x24의 보존값을 기록합니다. 같은 CPU의 계산 레지스터를 task의 메모리 사본으로 만드는 중입니다. ### 831행 ```c stp x25, x26, [x8], #16 ``` x25와 x26의 보존값을 기록하고 저장 포인터를 16바이트 전진시킵니다. ### 832행 ```c stp x27, x28, [x8], #16 ``` x27과 x28을 기록합니다. 이 레지스터들도 호출 규약상 호출받는 쪽이 유지할 값입니다. ### 833행 ```c stp x29, x9, [x8], #16 ``` 프레임 포인터 x29와 앞에서 복사한 SP 값 x9를 함께 저장합니다. ### 834행 ```c str lr, [x8] ``` 이전 task가 나중에 이어 실행할 복귀 주소 LR을 마지막 슬롯에 저장합니다. ### 835행 ```c add x8, x1, x10 ``` 저장 대상에서 복원 대상으로 전환합니다. 이제 x8은 다음 task x1의 cpu_context를 가리킵니다. ### 836행 ```c ldp x19, x20, [x8], #16 // restore callee-saved registers ``` 다음 task의 x19와 x20을 읽고 x8을 16바이트 이동합니다. 앞의 저장과 대응하는 슬롯입니다. ### 837행 ```c ldp x21, x22, [x8], #16 ``` 다음 task가 멈췄을 때의 x21과 x22를 복원합니다. ### 838행 ```c ldp x23, x24, [x8], #16 ``` 다음 task의 x23과 x24를 복원합니다. ### 839행 ```c ldp x25, x26, [x8], #16 ``` 다음 task의 x25와 x26을 복원합니다. ### 840행 ```c ldp x27, x28, [x8], #16 ``` 다음 task의 x27과 x28을 복원합니다. ### 841행 ```c ldp x29, x9, [x8], #16 ``` 다음 task의 FP를 x29로, 스택 위치를 임시 x9로 읽습니다. SP 변경은 다음 명령들에서 따로 수행합니다. ### 842행 ```c ldr lr, [x8] ``` 다음 task가 다시 돌아갈 LR을 복원합니다. 이후 ret의 목적지가 바뀌는 핵심입니다. ### 843행 ```c mov sp, x9 ``` 실제 SP를 다음 task의 스택으로 바꿉니다. 이제 이후 스택 접근은 새 task의 작업 공간을 사용합니다. ### 844행 ```c msr sp_el0, x1 ``` SP_EL0에 다음 task 포인터를 넣습니다. 이 커널 경로에서 SP_EL0를 current 식별용으로 사용하며 현재 커널 SP와는 다릅니다. ### 845행 ```c ptrauth_keys_install_kernel x1, x8, x9, x10 ``` 다음 task의 커널 포인터 인증 키를 설치합니다. x8~x10은 이 매크로의 임시 레지스터입니다. ### 846행 ```c scs_save x0 ``` 이전 task x0에 shadow call stack 위치를 보존합니다. 실제 동작 유무는 SCS 설정에 따라 달라집니다. ### 847행 ```c scs_load_current ``` 현재 task에 맞는 shadow call stack 포인터를 읽습니다. 일반 SP와 별도 보호용 스택입니다. ### 848행 ```c restore_irq x11 ``` x11에 남긴 원래 DAIF 상태를 복원합니다. 이름은 restore_irq이지만 매크로 본문은 DAIF 전체를 쓰며 전환 보호 구간을 마무리합니다. ### 849행 ```c ret ``` 새로 복원한 LR로 돌아갑니다. 다음 task가 이전에 멈췄던 실행 경로가 이어집니다. ### 850행 ```c SYM_FUNC_END(cpu_switch_to) ``` 함수 기호의 크기와 범위를 닫는 메타데이터입니다. CPU가 실행하는 복귀 명령은 앞의 ret입니다.