TSSを使用しないコンテキストスイッチ - 趣味プログラマによるOSS開発日誌

30日本とか、はじめて読む486とかで紹介されているコンテキストスイッチ（タスクスイッチ）は、TSS(タスク状態セグメント)を利用した方法である。
しかしここ2週間、TSSを用いたコンテキストスイッチがどうもうまく行かないので、別の方法を試みた・・・というよりは、迷っている間に自前で用意できそうな気がした。
ちなみに、LinuxもTSSを用いたコンテキストスイッチを行っていないことから（アーキテクチャへの依存性などを考慮しているため）、TSSを使わないコンテキストスイッチで実装することは、よい勉強になるのではないと思う。

で、実装できたのでここで書いてみる。

TSSを用いないコンテキストスイッチを行う方法は、以下のようになる。

前タスクのレジスタ（汎用レジスタ、EFLAGS）の退避
前タスクのスタックポインタ（ESP）の退避
前タスクのプログラムカウンタ（EIP）の退避
次タスクのスタックポインタ（ESP）の設定
次タスクのプログラムカウンタ（EIP）へジャンプ
次タスクのレジスタ（汎用レジスタ）の設定

具体的なソースコードを示すと、次のようになる。
ソースコードはintel記法とする。

# 前タスクのレジスタの退避
	pushad
	pushfd
	mov [前タスクのスタックポインタの保存先], esp
	mov [前タスクのプログラムカウンタの保存先], restore
# 次タスクのレジスタの設定
	mov esp, [次タスクのスタックポインタの保存先]
	jmp [次タスクのプログラムカウンタの保存先]
restore:
	popfd
	popad

基本的にスタックにレジスタを保存させることで、コンテキストスイッチを実現している。
ここで気をつけなくてはならないのは、前タスクのプログラムカウンタの保存先をrestoreラベル（jmp命令の次のアドレス）にしているところである。
このようにすることで、次に前タスクに処理が戻ったときに、popfdからスタートさせることができる。

まだ不十分のところがあるが、githubに自作OSの最新のソースコードを置いた。
https://github.com/nutti/Educational-Operating-System/blob/master/src/asm_util.s
switch_task_2というラベルが、今回話題にした部分である。

実行結果以下に示す。・・・といっても画像なので、マルチタスクが動作しているようには見えないが。

[参考資料]
・Linux カーネルのソースコード（バージョン2.6.15のinclude/asm-i386/system.hにあるswitch_toマクロ）
・http://d.hatena.ne.jp/naoya/20070924/1190653790