sysmon 后台监控线程做了什么
runtime.main() 函数中,执行 runtime_init() 前,会启动一个 sysmon 的监控线程,执行后台监控任务:
1
systemstack(func() {
2
// 创建监控线程,该线程独立于调度器,不需要跟 p 关联即可运行
3
newm(sysmon, nil)
4
})
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sysmon 函数不依赖 P 直接执行,通过 newm 函数创建一个工作线程:
1
func newm(fn func(), _p_ *p) {
2
// 创建 m 对象
3
mp := allocm(_p_, fn)
4
// 暂存 m
5
mp.nextp.set(_p_)
6
mp.sigmask = initSigmask
7
8
// ……………………
9
10
execLock.rlock() // Prevent process clone.
11
// 创建系统线程
12
newosproc(mp, unsafe.Pointer(mp.g0.stack.hi))
13
execLock.runlock()
14
}
Copied!
先调用 allocm 在堆上创建一个 m,接着调用 newosproc 函数启动一个工作线程:
1
// src/runtime/os_linux.go
2
//go:nowritebarrier
3
func newosproc(mp *m, stk unsafe.Pointer) {
4
// ……………………
5
6
ret := clone(cloneFlags, stk, unsafe.Pointer(mp), unsafe.Pointer(mp.g0), unsafe.Pointer(funcPC(mstart)))
7
8
// ……………………
9
}
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核心就是调用 clone 函数创建系统线程,新线程从 mstart 函数开始执行。clone 函数由汇编语言实现:
1
// int32 clone(int32 flags, void *stk, M *mp, G *gp, void (*fn)(void));
2
TEXT runtime·clone(SB),NOSPLIT,$0
3
// 准备系统调用的参数
4
MOVL flags+0(FP), DI
5
MOVQ stk+8(FP), SI
6
MOVQ $0, DX
7
MOVQ $0, R10
8
9
// 将 mp,gp,fn 拷贝到寄存器,对子线程可见
10
MOVQ mp+16(FP), R8
11
MOVQ gp+24(FP), R9
12
MOVQ fn+32(FP), R12
13
14
// 系统调用 clone
15
MOVL $56, AX
16
SYSCALL
17
18
// In parent, return.
19
CMPQ AX, $0
20
JEQ 3(PC)
21
// 父线程,返回
22
MOVL AX, ret+40(FP)
23
RET
24
25
// In child, on new stack.
26
// 在子线程中。设置 CPU 栈顶寄存器指向子线程的栈顶
27
MOVQ SI, SP
28
29
// If g or m are nil, skip Go-related setup.
30
CMPQ R8, $0 // m
31
JEQ nog
32
CMPQ R9, $0 // g
33
JEQ nog
34
35
// Initialize m->procid to Linux tid
36
// 通过 gettid 系统调用获取线程 ID(tid)
37
MOVL $186, AX // gettid
38
SYSCALL
39
// 设置 m.procid = tid
40
MOVQ AX, m_procid(R8)
41
42
// Set FS to point at m->tls.
43
// 新线程刚刚创建出来,还未设置线程本地存储,即 m 结构体对象还未与工作线程关联起来,
44
// 下面的指令负责设置新线程的 TLS,把 m 对象和工作线程关联起来
45
LEAQ m_tls(R8), DI
46
CALL runtime·settls(SB)
47
48
// In child, set up new stack
49
get_tls(CX)
50
MOVQ R8, g_m(R9) // g.m = m
51
MOVQ R9, g(CX) // tls.g = &m.g0
52
CALL runtime·stackcheck(SB)
53
54
nog:
55
// Call fn
56
// 调用 mstart 函数。永不返回
57
CALL R12
58
59
// It shouldn't return. If it does, exit that thread.
60
MOVL $111, DI
61
MOVL $60, AX
62
SYSCALL
63
JMP -3(PC) // keep exiting
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先是为 clone 系统调用准备参数,参数通过寄存器传递。第一个参数指定内核创建线程时的选项,第二个参数指定新线程应该使用的栈,这两个参数都是通过 newosproc 函数传递进来的。
接着将 m, g0, fn 分别保存到寄存器中,待子线程创建好后再拿出来使用。因为这些参数此时是在父线程的栈上,若不保存到寄存器中,子线程就取不出来了。
这个几个参数保存在父线程的寄存器中,创建子线程时,操作系统内核会把父线程所有的寄存器帮我们复制一份给子线程,所以当子线程开始运行时就能拿到父线程保存在寄存器中的值,从而拿到这几个参数。
之后,调用 clone 系统调用,内核帮我们创建出了一个子线程。相当于原来的一个执行分支现在变成了两个执行分支,于是会有两个返回。这和著名的 fork 系统调用类似,根据返回值来判断现在是处于父线程还是子线程。
如果是父线程,就直接返回了。如果是子线程,接着还要执行一堆操作,例如设置 tls,设置 m.procid 等等。
最后执行 mstart 函数,这是在 newosproc 函数传递进来的。mstart 函数再调用 mstart1,在 mstart1 里会执行这一行:
1
// 执行启动函数。初始化过程中,fn == nil
2
if fn := _g_.m.mstartfn; fn != nil {
3
fn()
4
}
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之前我们在讲初始化的时候,这里的 fn 是空,会跳过的。但在这里,fn 就是最开始在 runtime.main 里设置的 sysmon 函数,因此这里会执行 sysmon,而它又是一个无限循环,永不返回。
所以,这里不会执行到 mstart1 函数后面的 schedule 函数,也就不会进入 schedule 循环。因此这是一个不用和 p 结合的 m,它直接在后台执行,默默地执行监控任务。
接下来,我们就来看 sysmon 函数到底做了什么?
sysmon 执行一个无限循环,一开始每次循环休眠 20us,之后(1 ms 后)每次休眠时间倍增,最终每一轮都会休眠 10ms。
sysmon 中会进行 netpool(获取 fd 事件)、retake(抢占)、forcegc(按时间强制执行 gc),scavenge heap(释放自由列表中多余的项减少内存占用)等处理。
和调度相关的,我们只关心 retake 函数:
1
func retake(now int64) uint32 {
2
n := 0
3
// 遍历所有的 p
4
for i := int32(0); i < gomaxprocs; i++ {
5
_p_ := allp[i]
6
if _p_ == nil {
7
continue
8
}
9
// 用于 sysmon 线程记录被监控 p 的系统调用时间和运行时间
10
pd := &_p_.sysmontick
11
// p 的状态
12
s := _p_.status
13
if s == _Psyscall {
14
// P 处于系统调用之中,需要检查是否需要抢占
15
// Retake P from syscall if it's there for more than 1 sysmon tick (at least 20us).
16
// _p_.syscalltick 用于记录系统调用的次数,在完成系统调用之后加 1
17
t := int64(_p_.syscalltick)
18
if int64(pd.syscalltick) != t {
19
// pd.syscalltick != _p_.syscalltick,说明已经不是上次观察到的系统调用了,
20
// 而是另外一次系统调用,所以需要重新记录 tick 和 when 值
21
pd.syscalltick = uint32(t)
22
pd.syscallwhen = now
23
continue
24
}
25
26
// 只要满足下面三个条件中的任意一个,则抢占该 p,否则不抢占
27
// 1. p 的运行队列里面有等待运行的 goroutine
28
// 2. 没有无所事事的 p
29
// 3. 从上一次监控线程观察到 p 对应的 m 处于系统调用之中到现在已经超过 10 毫秒
30
if runqempty(_p_) && atomic.Load(&sched.nmspinning)+atomic.Load(&sched.npidle) > 0 && pd.syscallwhen+10*1000*1000 > now {
31
continue
32
}
33
34
incidlelocked(-1)
35
if atomic.Cas(&_p_.status, s, _Pidle) {
36
// ……………………
37
n++
38
_p_.syscalltick++
39
// 寻找一新的 m 接管 p
40
handoffp(_p_)
41
}
42
incidlelocked(1)
43
} else if s == _Prunning {
44
// P 处于运行状态,检查是否运行得太久了
45
// Preempt G if it's running for too long.
46
// 每发生一次调度,调度器 ++ 该值
47
t := int64(_p_.schedtick)
48
if int64(pd.schedtick) != t {
49
pd.schedtick = uint32(t)
50
pd.schedwhen = now
51
continue
52
}
53
//pd.schedtick == t 说明(pd.schedwhen ~ now)这段时间未发生过调度
54
// 这段时间是同一个goroutine一直在运行,检查是否连续运行超过了 10 毫秒
55
if pd.schedwhen+forcePreemptNS > now {
56
continue
57
}
58
// 连续运行超过 10 毫秒了,发起抢占请求
59
preemptone(_p_)
60
}
61
}
62
return uint32(n)
63
}
Copied!
从代码来看,主要会对处于 _Psyscall_Prunning 状态的 p 进行抢占。

抢占进行系统调用的 P

当 P 处于 _Psyscall 状态时,表明对应的 goroutine 正在进行系统调用。如果抢占 p,需要满足几个条件:
  1. 1.
    p 的本地运行队列里面有等待运行的 goroutine。这时 p 绑定的 g 正在进行系统调用,无法去执行其他的 g,因此需要接管 p 来执行其他的 g。
  2. 2.
    没有“无所事事”的 p。sched.nmspinningsched.npidle 都为 0,这就意味着没有“找工作”的 m,也没有空闲的 p,大家都在“忙”,可能有很多工作要做。因此要抢占当前的 p,让它来承担一部分工作。
  3. 3.
    从上一次监控线程观察到 p 对应的 m 处于系统调用之中到现在已经超过 10 毫秒。这说明系统调用所花费的时间较长,需要对其进行抢占,以此来使得 retake 函数返回值不为 0,这样,会保持 sysmon 线程 20 us 的检查周期,提高 sysmon 监控的实时性。
注意,原代码是用的三个与条件,三者都要满足才会执行下面的 continue,也就是不进行抢占。因此要想进行抢占的话,只需要三个条件有一个不满足就行了。于是就有了上述三种情况。
确定要抢占当前 p 后,先使用原子操作将 p 的状态修改为 _Pidle,最后调用 handoffp 进行抢占。
1
func handoffp(_p_ *p) {
2
// 如果 p 本地有工作或者全局有工作,需要绑定一个 m
3
if !runqempty(_p_) || sched.runqsize != 0 {
4
startm(_p_, false)
5
return
6
}
7
8
// ……………………
9
10
// 所有其它 p 都在运行 goroutine,说明系统比较忙,需要启动 m
11
if atomic.Load(&sched.nmspinning)+atomic.Load(&sched.npidle) == 0 && atomic.Cas(&sched.nmspinning, 0, 1) { // TODO: fast atomic
12
// p 没有本地工作,启动一个自旋 m 来找工作
13
startm(_p_, true)
14
return
15
}
16
lock(&sched.lock)
17
18
// ……………………
19
20
// 全局队列有工作
21
if sched.runqsize != 0 {
22
unlock(&sched.lock)
23
startm(_p_, false)
24
return
25
}
26
27
// ……………………
28
29
// 没有工作要处理,把 p 放入全局空闲队列
30
pidleput(_p_)
31
unlock(&sched.lock)
32
}
Copied!
handoffp 再次进行场景判断,以调用 startm 启动一个工作线程来绑定 p,使得整体工作继续推进。
当 p 的本地运行队列或全局运行队列里面有待运行的 goroutine,说明还有很多工作要做,调用 startm(_p_, false) 启动一个 m 来结合 p,继续工作。
当除了当前的 p 外,其他所有的 p 都在运行 goroutine,说明天下太平,每个人都有自己的事做,唯独自己没有。为了全局更快地完成工作,需要启动一个 m,且要使得 m 处于自旋状态,和 p 结合之后,尽快找到工作。
最后,如果实在没有工作要处理,就将 p 放入全局空闲队列里。
我们接着来看 startm 函数都做了些什么:
1
// runtime/proc.go
2
//
3
// 调用 m 来绑定 p,如果没有 m,那就新建一个
4
// 如果 p 为空,那就尝试获取一个处于空闲状态的 p,如果找到 p,那就什么都不做
5
func startm(_p_ *p, spinning bool) {
6
lock(&sched.lock)
7
if _p_ == nil {
8
// 没有指定 p 则需要从全局空闲队列中获取一个 p
9
_p_ = pidleget()
10
if _p_ == nil {
11
unlock(&sched.lock)
12
if spinning {
13
// 如果找到 p,放弃。还原全局处于自旋状态的 m 的数量
14
if int32(atomic.Xadd(&sched.nmspinning, -1)) < 0 {
15
throw("startm: negative nmspinning")
16
}
17
}
18
// 没有空闲的 p,直接返回
19
return
20
}
21
}
22
23
// 从 m 空闲队列中获取正处于睡眠之中的工作线程,
24
// 所有处于睡眠状态的 m 都在此队列中
25
mp := mget()
26
unlock(&sched.lock)
27
if mp == nil {
28
// 如果没有找到 m
29
var fn func()
30
if spinning {
31
// The caller incremented nmspinning, so set m.spinning in the new M.
32
fn = mspinning
33
}
34
// 创建新的工作线程
35
newm(fn, _p_)
36
return
37
}
38
if mp.spinning {
39
throw("startm: m is spinning")
40
}
41
if mp.nextp != 0 {
42
throw("startm: m has p")
43
}
44
if spinning && !runqempty(_p_) {
45
throw("startm: p has runnable gs")
46
}
47
// The caller incremented nmspinning, so set m.spinning in the new M.
48
mp.spinning = spinning
49
// 设置 m 马上要结合的 p
50
mp.nextp.set(_p_)
51
// 唤醒 m
52
notewakeup(&mp.park)
53
}
Copied!
首先处理 p 为空的情况,直接从全局空闲 p 队列里找,如果没找到,则直接返回。如果设置了 spinning 为 true 的话,还需要还原全局的处于自旋状态的 m 的数值:&sched.nmspinning
搞定了 p,接下来看 m。先调用 mget 函数从全局空闲的 m 队列里获取一个 m,如果没找到 m,则要调用 newm 新创建一个 m,并且如果设置了 spinning 为 true 的话,先要设置好 mstartfn:
1
func mspinning() {
2
// startm's caller incremented nmspinning. Set the new M's spinning.
3
getg().m.spinning = true
4
}
Copied!
这样,启动 m 后,在 mstart1 函数里,进入 schedule 循环前,执行 mstartfn 函数,使得 m 处于自旋状态。
接下来是正常情况下(找到了 p 和 m)的处理:
1
mp.spinning = spinning
2
// 设置 m 马上要结合的 p
3
mp.nextp.set(_p_)
4
// 唤醒 m
5
notewakeup(&mp.park)
Copied!
设置 nextp 为找到的 p,调用 notewakeup 唤醒 m。之前我们讲 findrunnable 函数的时候,对于最后没有找到工作的 m,我们调用 notesleep(&_g_.m.park),使得 m 进入睡眠状态。现在终于有工作了,需要老将出山,将其唤醒:
1
// src/runtime/lock_futex.go
2
func notewakeup(n *note) {
3
// 设置 n.key = 1, 被唤醒的线程通过查看该值是否等于 1
4
// 来确定是被其它线程唤醒还是意外从睡眠中苏醒
5
old := atomic.Xchg(key32(&n.key), 1)
6
if old != 0 {
7
print("notewakeup - double wakeup (", old, ")\n")
8
throw("notewakeup - double wakeup")
9
}
10
futexwakeup(key32(&n.key), 1)
11
}
Copied!
notewakeup 函数首先使用 atomic.Xchg 设置 note.key 值为 1,这是为了使被唤醒的线程可以通过查看该值是否等于 1 来确定是被其它线程唤醒还是意外从睡眠中苏醒了过来。
如果该值为 1 则表示是被唤醒的,可以继续工作,但如果该值为 0 则表示是意外苏醒,需要再次进入睡眠。
调用 futexwakeup 来唤醒工作线程,它和 futexsleep 是相对的。
1
func futexwakeup(addr *uint32, cnt uint32) {
2
// 调用 futex 函数唤醒工作线程
3
ret := futex(unsafe.Pointer(addr), _FUTEX_WAKE, cnt, nil, nil, 0)
4
if ret >= 0 {
5
return
6
}
7
8
// ……………………
9
10
}
Copied!
futex 由汇编语言实现,前面已经分析过,这里就不重复了。主要内容就是先准备好参数,然后进行系统调用,由内核唤醒线程。
内核在完成唤醒工作之后当前工作线程从内核返回到 futex 函数继续执行 SYSCALL 指令之后的代码并按函数调用链原路返回,继续执行其它代码。
而被唤醒的工作线程则由内核负责在适当的时候调度到 CPU 上运行。

抢占长时间运行的 P

我们知道,Go scheduler 采用的是一种称为协作式的抢占式调度,就是说并不强制调度,大家保持协作关系,互相信任。对于长时间运行的 P,或者说绑定在 P 上的长时间运行的 goroutine,sysmon 会检测到这种情况,然后设置一些标志,表示 goroutine 自己让出 CPU 的执行权,给其他 goroutine 一些机会。
接下来我们就来分析当 P 处于 _Prunning 状态的情况。sysmon 扫描每个 p 时,都会记录下当前调度器调度的次数和当前时间,数据记录在结构体:
1
type sysmontick struct {
2
schedtick uint32
3
schedwhen int64
4
syscalltick uint32
5
syscallwhen int64
6
}
Copied!
前面两个字段记录调度器调度的次数和时间,后面两个字段记录系统调用的次数和时间。
在下一次扫描时,对比 sysmon 记录下的 p 的调度次数和时间,与当前 p 自己记录下的调度次数和时间对比,如果一致。说明 P 在这一段时间内一直在运行同一个 goroutine。那就来计算一下运行时间是否太长了。
如果发现运行时间超过了 10 ms,则要调用 preemptone(_p_) 发起抢占的请求:
1
func preemptone(_p_ *p) bool {
2
mp := _p_.m.ptr()
3
if mp == nil || mp == getg().m {
4
return false
5
}
6
// 被抢占的 goroutine
7
gp := mp.curg
8
if gp == nil || gp == mp.g0 {
9
return false
10
}
11
12
// 设置抢占标志
13
gp.preempt = true
14
15
// 在 goroutine 内部的每次调用都会比较栈顶指针和 g.stackguard0,
16
// 来判断是否发生了栈溢出。stackPreempt 非常大的一个数,比任何栈都大
17
// stackPreempt = 0xfffffade
18
gp.stackguard0 = stackPreempt
19
return true
20
}
Copied!
基本上只是将 stackguard0 设置了一个很大的值,而检查 stackguard0 的地方在函数调用前的一段汇编代码里进行。
举一个简单的例子:
1
package main
2
3
import "fmt"
4
5
func main() {
6
fmt.Println("hello qcrao.com!")
7
}
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执行命令:
1
go tool compile -S main.go
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得到汇编代码:
1
"".main STEXT size=120 args=0x0 locals=0x48
2
0x0000 00000 (test26.go:5) TEXT "".main(SB), $72-0
3
0x0000 00000 (test26.go:5) MOVQ (TLS), CX
4
0x0009 00009 (test26.go:5) CMPQ SP, 16(CX)
5
0x000d 00013 (test26.go:5) JLS 113
6
0x000f 00015 (test26.go:5) SUBQ $72, SP
7
0x0013 00019 (test26.go:5) MOVQ BP, 64(SP)
8
0x0018 00024 (test26.go:5) LEAQ 64(SP), BP
9
0x001d 00029 (test26.go:5) FUNCDATA $0, gclocals·69c1753bd5f81501d95132d08af04464(SB)
10
0x001d 00029 (test26.go:5) FUNCDATA $1, gclocals·e226d4ae4a7cad8835311c6a4683c14f(SB)
11
0x001d 00029 (test26.go:6) MOVQ $0, ""..autotmp_0+48(SP)
12
0x0026 00038 (test26.go:6) MOVQ $0, ""..autotmp_0+56(SP)
13
0x002f 00047 (test26.go:6) LEAQ type.string(SB), AX
14
0x0036 00054 (test26.go:6) MOVQ AX, ""..autotmp_0+48(SP)
15
0x003b 00059 (test26.go:6) LEAQ "".statictmp_0(SB), AX
16
0x0042 00066 (test26.go:6) MOVQ AX, ""..autotmp_0+56(SP)
17
0x0047 00071 (test26.go:6) LEAQ ""..autotmp_0+48(SP), AX
18
0x004c 00076 (test26.go:6) MOVQ AX, (SP)
19
0x0050 00080 (test26.go:6) MOVQ $1, 8(SP)
20
0x0059 00089 (test26.go:6) MOVQ $1, 16(SP)
21
0x0062 00098 (test26.go:6) PCDATA $0, $1
22
0x0062 00098 (test26.go:6) CALL fmt.Println(SB)
23
0x0067 00103 (test26.go:7) MOVQ 64(SP), BP
24
0x006c 00108 (test26.go:7) ADDQ $72, SP
25
0x0070 00112 (test26.go:7) RET
26
0x0071 00113 (test26.go:7) NOP
27
0x0071 00113 (test26.go:5) PCDATA $0, $-1
28
0x0071 00113 (test26.go:5) CALL runtime.morestack_noctxt(SB)
29
0x0076 00118 (test26.go:5) JMP 0
Copied!
以前看这段代码的时候会直接跳过前面的几行代码,看不懂。这次能看懂了!所以,那些暂时看不懂的,先放一放,没关系,让子弹飞一会儿,很多东西回过头再来看就会豁然开朗,这就是一个很好的例子。
1
0x0000 00000 (test26.go:5) MOVQ (TLS), CX
Copied!
将本地存储 tls 保存到 CX 寄存器中,(TLS)表示它所关联的 g,这里就是前面所讲到的 main gouroutine。
1
0x0009 00009 (test26.go:5) CMPQ SP, 16(CX)
Copied!
比较 SP 寄存器(代表当前 main goroutine 的栈顶寄存器)和 16(CX),我们看下 g 结构体:
1
type g struct {
2
// goroutine 使用的栈
3
stack stack // offset known to runtime/cgo
4
// 用于栈的扩张和收缩检查
5
stackguard0 uintptr // offset known to liblink
6
// ……………………
7
}
Copied!
对象 g 的第一个字段是 stack 结构体:
1
type stack struct {
2
lo uintptr
3
hi uintptr
4
}
Copied!
共 16 字节。而 16(CX) 表示 g 对象的第 16 个字节,跳过了 g 的第一个字段,也就是 g.stackguard0 字段。
如果 SP 小于 g.stackguard0,这是必然的,因为前面已经把 g.stackguard0 设置成了一个非常大的值,因此跳转到了 113 行。
1
0x0071 00113 (test26.go:7) NOP
2
0x0071 00113 (test26.go:5) PCDATA $0, $-1
3
0x0071 00113 (test26.go:5) CALL runtime.morestack_noctxt(SB)
4
0x0076 00118 (test26.go:5) JMP 0
Copied!
调用 runtime.morestack_noctxt 函数:
1
// src/runtime/asm_amd64.s
2
TEXT runtime·morestack_noctxt(SB),NOSPLIT,$0
3
MOVL $0, DX
4
JMP runtime·morestack(SB)
Copied!
直接跳转到 morestack 函数:
1
TEXT runtime·morestack(SB),NOSPLIT,$0-0
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// Cannot grow scheduler stack (m->g0).
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get_tls(CX)
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// BX = g,g 表示 main goroutine
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MOVQ g(CX), BX
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// BX = g.m
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MOVQ g_m(BX), BX
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// SI = g.m.g0
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MOVQ m_g0(BX), SI
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CMPQ g(CX), SI
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JNE 3(PC)
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CALL runtime·badmorestackg0(SB)
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INT $3
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// ……………………
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// Set g->sched to context in f.
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// 将函数的返回地址保存到 AX 寄存器
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MOVQ 0(SP), AX // f's PC
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// 将函数的返回地址保存到 g.sched.pc
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MOVQ AX, (g_sched+gobuf_pc)(SI)
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// g.sched.g = g
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MOVQ SI, (g_sched+gobuf_g)(SI)
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// 取地址操作符,调用 morestack_noctxt 之前的 rsp
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LEAQ 8(SP), AX // f's SP
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// 将 main 函数的栈顶地址保存到 g.sched.sp
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MOVQ AX, (g_sched+gobuf_sp)(SI)
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// 将 BP 寄存器保存到 g.sched.bp
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MOVQ BP, (g_sched+gobuf_bp)(SI)
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// newstack will fill gobuf.ctxt.
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// Call newstack on m->g0's stack.
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// BX = g.m.g0
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MOVQ m_g0(BX), BX
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// 将 g0 保存到本地存储 tls
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MOVQ BX, g(CX)
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// 把 g0 栈的栈顶寄存器的值恢复到 CPU 的寄存器 SP,达到切换栈的目的,下面这一条指令执行之前,
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// CPU 还是使用的调用此函数的 g 的栈,执行之后 CPU 就开始使用 g0 的栈了
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MOVQ (g_sched+gobuf_sp)(BX), SP
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// 准备参数
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PUSHQ DX // ctxt argument
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// 不返回
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CALL runtime·newstack(SB)
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MOVQ $0, 0x1003 // crash if newstack returns
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POPQ DX // keep balance check happy
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RET
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主要做的工作就是将当前 goroutine,也就是 main goroutine 的和调度相关的信息保存到 g.sched 中,以便在调度到它执行时,可以恢复。
最后,将 g0 的地址保存到 tls 本地存储,并且切到 g0 栈执行之后的代码。继续调用 newstack 函数:
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func newstack(ctxt unsafe.Pointer) {
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// thisg = g0
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thisg := getg()
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// ……………………
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// gp = main goroutine
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gp := thisg.m.curg
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// Write ctxt to gp.sched. We do this here instead of in
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// morestack so it has the necessary write barrier.
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gp.sched.ctxt = ctxt
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// ……………………
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morebuf := thisg.m.morebuf
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thisg.m.morebuf.pc = 0
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thisg.m.morebuf.lr = 0
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thisg.m.morebuf.sp = 0
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thisg.m.morebuf.g = 0
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// 检查 g.stackguard0 是否被设置成抢占标志
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preempt := atomic.Loaduintptr(&gp.stackguard0) == stackPreempt
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if preempt {
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if thisg.m.locks != 0 || thisg.m.mallocing != 0 || thisg.m.preemptoff != "" || thisg.m.p.ptr().status != _Prunning {
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// 还原 stackguard0 为正常值,表示我们已经处理过抢占请求了
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gp.stackguard0 = gp.stack.lo + _StackGuard
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// 不抢占,调用 gogo 继续运行当前这个 g,不需要调用 schedule 函数去挑选另一个 goroutine
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gogo(&gp.sched) // never return
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}
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}
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// ……………………
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if preempt {
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if gp == thisg.m.g0 {
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throw("runtime: preempt g0")
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}
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if thisg.m.p == 0 && thisg.m.locks == 0 {
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throw("runtime: g is running but p is not")
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}
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// Synchronize with scang.
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casgstatus(gp, _Grunning, _Gwaiting)
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// ……………………
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// Act like goroutine called runtime.Gosched.
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// 修改为 running,调度起来运行
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casgstatus(gp, _Gwaiting, _Grunning)
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// 调用 gopreempt_m 把 gp 切换出去
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gopreempt_m(gp) // never return
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}
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// ……………………
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}
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去掉了很多暂时还看不懂的地方,留到后面再研究。只关注有关抢占相关的。第一次判断 preempt 标志是 true 时,检查了 g 的状态,发现不能抢占,例如它所绑定的 P 的状态不是 _Prunning,那就恢复它的 stackguard0 字段,下次就不会走这一套流程了。然后,调用 gogo(&gp.sched) 继续执行当前的 goroutine。
中间又处理了很多判断流程,再次判断 preempt 标志是 true 时,调用 gopreempt_m(gp) 将 gp 切换出去。
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func gopreempt_m(gp *g) {
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if trace.enabled {
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traceGoPreempt()
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}
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goschedImpl(gp)
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}
Copied!
最终调用 goschedImpl 函数:
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func goschedImpl(gp *g) {
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status := readgstatus(gp)
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if status&^_Gscan != _Grunning {
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dumpgstatus(gp)
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throw("bad g status")
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}
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// 更改 gp 的状态
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casgstatus(gp, _Grunning, _Grunnable)
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// 解除 m 和 g 的关系
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dropg()
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lock(&sched.lock)
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// 将 gp 放入全局可运行队列
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globrunqput(gp)
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unlock(&sched.lock)
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// 进入新一轮的调度循环
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schedule()
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}
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将 gp 的状态改为 _Grunnable,放入全局可运行队列,等待下次有 m 来全局队列找工作时才能继续运行,毕竟你已经运行这么长时间了,给别人一点机会嘛。
最后,调用 schedule() 函数进入新一轮的调度循环,会找出一个 goroutine 来运行,永不返回。
这样,关于 sysmon 线程在关于调度这块到底做了啥,我们已经回答完了。总结一下:
  1. 1.
    抢占处于系统调用的 P,让其他 m 接管它,以运行其他的 goroutine。
  2. 2.
    将运行时间过长的 goroutine 调度出去,给其他 goroutine 运行的机会。