schedule 循环如何启动
上一讲新创建了一个 goroutine，设置好了 sched 成员的 sp 和 pc 字段，并且将其添加到了 p0 的本地可运行队列，坐等调度器的调度。
我们继续看代码。搞了半天，我们其实还在
runtime·rt0_go 函数里，执行完 runtime·newproc(SB) 后，两条 POP 指令将之前为调用它构建的参数弹出栈。好消息是，最后就只剩下一个函数了：1
// start this M
2
// 主线程进入调度循环，运行刚刚创建的 goroutine
3
CALL runtime·mstart(SB)
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这到达了本系列的核心区，前面铺垫了半天，调度器终于要开始运转了。
mstart 函数设置了 stackguard0 和 stackguard1 字段后，就直接调用 mstart1() 函数：1
func mstart1() {
2
// 启动过程时 _g_ = m0.g0
3
_g_ := getg()
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5
if _g_ != _g_.m.g0 {
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throw("bad runtime·mstart")
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}
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// Record top of stack for use by mcall.
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// Once we call schedule we're never coming back,
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// so other calls can reuse this stack space.
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//
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// 一旦调用 schedule() 函数，永不返回
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// 所以栈帧可以被复用
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gosave(&_g_.m.g0.sched)
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_g_.m.g0.sched.pc = ^uintptr(0) // make sure it is never used
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asminit()
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minit()
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20
// ……………………
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// 执行启动函数。初始化过程中，fn == nil
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if fn := _g_.m.mstartfn; fn != nil {
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fn()
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}
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if _g_.m.helpgc != 0 {
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_g_.m.helpgc = 0
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stopm()
30
} else if _g_.m != &m0 {
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acquirep(_g_.m.nextp.ptr())
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_g_.m.nextp = 0
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}
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// 进入调度循环。永不返回
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schedule()
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}
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调用
gosave 函数来保存调度信息到 g0.sched 结构体，来看源码：1
// void gosave(Gobuf*)
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// save state in Gobuf; setjmp
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TEXT runtime·gosave(SB), NOSPLIT, $0-8
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// 将 gobuf 赋值给 AX
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MOVQ buf+0(FP), AX // gobuf
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// 取参数地址，也就是 caller 的 SP
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LEAQ buf+0(FP), BX // caller's SP
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// 保存 caller's SP，再次运行时的栈顶
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MOVQ BX, gobuf_sp(AX)
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MOVQ 0(SP), BX // caller's PC
11
// 保存 caller's PC，再次运行时的指令地址
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MOVQ BX, gobuf_pc(AX)
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MOVQ $0, gobuf_ret(AX)
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MOVQ BP, gobuf_bp(AX)
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// Assert ctxt is zero. See func save.
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MOVQ gobuf_ctxt(AX), BX
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TESTQ BX, BX
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JZ 2(PC)
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CALL runtime·badctxt(SB)
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// 获取 tls
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get_tls(CX)
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// 将 g 的地址存入 BX
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MOVQ g(CX), BX
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// 保存 g 的地址
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MOVQ BX, gobuf_g(AX)
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RET
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主要是设置了 g0.sched.sp 和 g0.sched.pc，前者指向 mstart1 函数栈上参数的位置，后者则指向 gosave 函数返回后的下一条指令。如下图：
调用 gosave 函数后
图中 sched.pc 并不直接指向返回地址，所以图中的虚线并没有箭头。
接下来，进入 schedule 函数，永不返回。
1
// 执行一轮调度器的工作：找到一个 runnable 的 goroutine，并且执行它
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// 永不返回
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func schedule() {
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// _g_ = 每个工作线程 m 对应的 g0，初始化时是 m0 的 g0
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_g_ := getg()
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// ……………………
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top:
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// ……………………
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var gp *g
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var inheritTime bool
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// ……………………
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if gp == nil {
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// Check the global runnable queue once in a while to ensure fairness.
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// Otherwise two goroutines can completely occupy the local runqueue
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// by constantly respawning each other.
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// 为了公平，每调用 schedule 函数 61 次就要从全局可运行 goroutine 队列中获取
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if _g_.m.p.ptr().schedtick%61 == 0 && sched.runqsize > 0 {
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lock(&sched.lock)
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// 从全局队列最大获取 1 个 gorutine
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gp = globrunqget(_g_.m.p.ptr(), 1)
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unlock(&sched.lock)
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}
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}
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// 从 P 本地获取 G 任务
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if gp == nil {
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gp, inheritTime = runqget(_g_.m.p.ptr())
33
if gp != nil && _g_.m.spinning {
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throw("schedule: spinning with local work")
35
}
36
}
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if gp == nil {
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// 从本地运行队列和全局运行队列都没有找到需要运行的 goroutine，
40
// 调用 findrunnable 函数从其它工作线程的运行队列中偷取，如果偷不到，则当前工作线程进入睡眠
41
// 直到获取到 runnable goroutine 之后 findrunnable 函数才会返回。
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gp, inheritTime = findrunnable() // blocks until work is available
43
}
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// This thread is going to run a goroutine and is not spinning anymore,
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// so if it was marked as spinning we need to reset it now and potentially
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// start a new spinning M.
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if _g_.m.spinning {
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resetspinning()
50
}
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if gp.lockedm != nil {
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// Hands off own p to the locked m,
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// then blocks waiting for a new p.
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startlockedm(gp)
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goto top
57
}
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// 执行 goroutine 任务函数
60
// 当前运行的是 runtime 的代码，函数调用栈使用的是 g0 的栈空间
61
// 调用 execute 切换到 gp 的代码和栈空间去运行
62
execute(gp, inheritTime)
63
}
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调用
runqget，从 P 本地可运行队列先选出一个可运行的 goroutine；为了公平，调度器每调度 61 次的时候，都会尝试从全局队列里取出待运行的 goroutine 来运行，调用 globrunqget；如果还没找到，就要去其他 P 里面去偷一些 goroutine 来执行，调用 findrunnable 函数。经过千辛万苦，终于找到了可以运行的 goroutine，调用
execute(gp, inheritTime) 切换到选出的 goroutine 栈执行，调度器的调度次数会在这里更新，源码如下：1
// 调度 gp 在当前 M 上运行
2
// 如果 inheritTime 为真，gp 执行当前的时间片
3
// 否则，开启一个新的时间片
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//
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//go:yeswritebarrierrec
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func execute(gp *g, inheritTime bool) {
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// g0
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_g_ := getg()
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// 将 gp 的状态改为 running
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casgstatus(gp, _Grunnable, _Grunning)
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gp.waitsince = 0
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gp.preempt = false
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gp.stackguard0 = gp.stack.lo + _StackGuard
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if !inheritTime {
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// 调度器调度次数增加 1
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_g_.m.p.ptr().schedtick++
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}
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// 将 gp 和 m 关联起来
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_g_.m.curg = gp
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gp.m = _g_.m
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// …………………………
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// gogo 完成从 g0 到 gp 真正的切换
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// CPU 执行权的转让以及栈的切换
28
// 执行流的切换从本质上来说就是 CPU 寄存器以及函数调用栈的切换，
29
// 然而不管是 go 还是 c 这种高级语言都无法精确控制 CPU 寄存器的修改，
30
// 因而高级语言在这里也就无能为力了，只能依靠汇编指令来达成目的
31
gogo(&gp.sched)
32
}
Copied!
将 gp 的状态改为
_Grunning，将 m 和 gp 相互关联起来。最后，调用 gogo 完成从 g0 到 gp 的切换，CPU 的执行权将从 g0 转让到 gp。 gogo 函数用汇编语言写成，原因如下：gogo函数也是通过汇编语言编写的，这里之所以需要使用汇编，是因为 goroutine 的调度涉及不同执行流之间的切换。前面我们在讨论操作系统切换线程时已经看到过，执行流的切换从本质上来说就是 CPU 寄存器以及函数调用栈的切换，然而不管是 go 还是 c 这种高级语言都无法精确控制 CPU 寄存器，因而高级语言在这里也就无能为力了，只能依靠汇编指令来达成目的。
继续看
gogo 函数的实现，传入 &gp.sched 参数，源码如下：1
TEXT runtime·gogo(SB), NOSPLIT, $16-8
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// 0(FP) 表示第一个参数，即 buf = &gp.sched
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MOVQ buf+0(FP), BX // gobuf
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// ……………………
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MOVQ buf+0(FP), BX
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nilctxt:
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// DX = gp.sched.g
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MOVQ gobuf_g(BX), DX
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MOVQ 0(DX), CX // make sure g != nil
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get_tls(CX)
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// 将 g 放入到 tls[0]
15
// 把要运行的 g 的指针放入线程本地存储，这样后面的代码就可以通过线程本地存储
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// 获取到当前正在执行的 goroutine 的 g 结构体对象，从而找到与之关联的 m 和 p
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// 运行这条指令之前，线程本地存储存放的是 g0 的地址
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MOVQ DX, g(CX)
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// 把 CPU 的 SP 寄存器设置为 sched.sp，完成了栈的切换
20
MOVQ gobuf_sp(BX), SP // restore SP
21
// 恢复调度上下文到CPU相关寄存器
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MOVQ gobuf_ret(BX), AX
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MOVQ gobuf_ctxt(BX), DX
24
MOVQ gobuf_bp(BX), BP
25
// 清空 sched 的值，因为我们已把相关值放入 CPU 对应的寄存器了，不再需要，这样做可以少 GC 的工作量
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MOVQ $0, gobuf_sp(BX) // clear to help garbage collector
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MOVQ $0, gobuf_ret(BX)
28
MOVQ $0, gobuf_ctxt(BX)
29
MOVQ $0, gobuf_bp(BX)
30
// 把 sched.pc 值放入 BX 寄存器
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MOVQ gobuf_pc(BX), BX
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// JMP 把 BX 寄存器的包含的地址值放入 CPU 的 IP 寄存器，于是，CPU 跳转到该地址继续执行指令
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JMP BX
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注释地比较详细了。核心的地方是：
1
MOVQ gobuf_g(BX), DX
2
// ……
3
get_tls(CX)
4
MOVQ DX, g(CX)
Copied!
第一行，将 gp.sched.g 保存到 DX 寄存器；第二行，我们见得已经比较多了，
get_tls 将 tls 保存到 CX 寄存器，再将 gp.sched.g 放到 tls[0] 处。这样，当下次再调用 get_tls 时，取出的就是 gp，而不再是 g0，这一行完成从 g0 栈切换到 gp。可能需要提一下的是，Go plan9 汇编中的一些奇怪的符号：
1
MOVQ buf+0(FP), BX # &gp.sched --> BX
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FP 是个伪奇存器，前面加 0 表示是第一个寄存器，表示参数的位置，最前面的 buf 表示一个符号。关于 Go 汇编语言的一些知识，可以参考曹大在夜读上的分享和《Go 语言高级编程》的相关章节，地址见参考资料。接下来，将 gp.sched 的相关成员恢复到 CPU 对应的寄存器。最重要的是 sched.sp 和 sched.pc，前者被恢复到了 SP 寄存器，后者被保存到 BX 寄存器，最后一条跳转指令跳转到新的地址开始执行。通过之前的文章，我们知道，这里保存的就是
runtime.main 函数的地址。最终，调度器完成了这个值得铭记的时刻，从 g0 转到 gp，开始执行
runtime.main 函数。用一张流程图总结一下从 g0 切换到 main goroutine 的过程：
从 g0 到 gp
参考资料
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