[インデックス 16557] ファイルの概要

このコミットは、GoランタイムのGobuf構造体にlr (リンクレジスタ)、ctxt (コンテキスト)、ret (戻り値/戻りアドレス) の各フィールドを追加し、それに伴いゴルーチンのコンテキストスイッチと関数呼び出しのメカニズムを改善するものです。特に、gostartcallおよびgostartcallfnという新しい関数が導入され、既存のgogocallおよびgogocallfnがこれらの新しい関数とgogoの組み合わせとして再定義されています。これにより、Goランタイムがゴルーチンの状態を保存・復元し、関数呼び出しをより柔軟かつ効率的に処理できるようになります。

コミット

commit d67e7e3acff13d845f8952b45daf9b794fa4ad51
Author: Russ Cox <rsc@golang.org>
Date:   Wed Jun 12 15:22:26 2013 -0400

    runtime: add lr, ctxt, ret to Gobuf
    
    Add gostartcall and gostartcallfn.
    The old gogocall = gostartcall + gogo.
    The old gogocallfn = gostartcallfn + gogo.
    
    R=dvyukov, minux.ma
    CC=golang-dev
    https://golang.org/cl/10036044

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https://github.com/golang/go/commit/d67e7e3acff13d845f8952b45daf9b794fa4ad51

元コミット内容

runtime: add lr, ctxt, ret to Gobuf

Add gostartcall and gostartcallfn.
The old gogocall = gostartcall + gogo.
The old gogocallfn = gostartcallfn + gogo.

変更の背景

Goランタイムは、ゴルーチンのスケジューリングとコンテキストスイッチを効率的に行うために、Gobufというデータ構造を用いてゴルーチンの実行状態を保存・復元します。従来のGobufは、スタックポインタ (sp)、プログラムカウンタ (pc)、現在のゴルーチン (g) などの基本的な情報のみを保持していました。

しかし、Goの内部的な関数呼び出しメカニズム、特にcgoコールバックや新しいゴルーチンの起動、スタックの伸縮といった複雑なシナリオにおいて、より詳細なコンテキスト情報をGobufに含める必要が生じました。具体的には、以下の点が課題となっていました。

戻りアドレスの管理: ARMのような一部のアーキテクチャでは、関数呼び出し時に戻りアドレスをリンクレジスタ (lr) に格納します。Gobufがこの情報を直接保持しない場合、コンテキストスイッチ後に正確な戻り先を特定するのが困難になる可能性がありました。
関数コンテキストの伝達: deferやgoステートメントで関数が呼び出される際、その関数がクロージャである場合など、関連するコンテキスト情報（FuncValなど）を効率的に伝達するメカニズムが必要でした。
汎用的な戻り値/状態の伝達: gogo関数がコンテキストを復元して実行を再開する際に、特定の戻り値や状態を呼び出し元に伝えるための汎用的なフィールドが求められていました。

これらの課題に対処するため、Gobufにlr, ctxt, retフィールドを追加し、gostartcallおよびgostartcallfnという新しい抽象化レイヤーを導入することで、ランタイムの柔軟性と堅牢性を向上させることがこのコミットの背景にあります。これにより、Goランタイムはより複雑な実行フローを正確に管理し、将来的な機能拡張にも対応しやすくなります。

前提知識の解説

このコミットを理解するためには、以下のGoランタイムの概念とアセンブリ言語の知識が不可欠です。

Goルーチン (Goroutine): Goにおける軽量な実行スレッド。OSのスレッドよりもはるかに軽量で、数百万個を同時に実行できます。GoランタイムがこれらのゴルーチンをOSスレッドにマッピングし、スケジューリングを行います。
M (Machine) と P (Processor): Goスケジューラにおける重要な概念です。
- M (Machine): OSのスレッドを表します。GoランタイムはM上でゴルーチンを実行します。
- P (Processor): 論理的なプロセッサを表し、Mとゴルーチンの間の仲介役となります。Pは実行可能なゴルーチンのキューを保持し、Mにゴルーチンを割り当てます。
Gobuf: ゴルーチンの実行コンテキスト（状態）を保存するためのデータ構造です。sp (スタックポインタ)、pc (プログラムカウンタ)、g (現在のゴルーチンへのポインタ) などの情報が含まれます。このコミットでlr, ctxt, retが追加されます。
runtime.gosave: 現在のゴルーチンの実行状態（レジスタ、スタックポインタ、プログラムカウンタなど）をGobufに保存するアセンブリ関数です。
runtime.gogo: Gobufに保存された状態を復元し、その状態から実行を再開するアセンブリ関数です。これにより、ゴルーチンのコンテキストスイッチが実現されます。
runtime.mcall: 現在のゴルーチンのスタック（ユーザーゴルーチンのスタック）から、現在のM（OSスレッド）に紐付けられた特別なシステムスタック（g0スタック）に切り替えるアセンブリ関数です。ランタイムの重要な処理（スケジューリング、GCなど）はg0スタック上で行われます。
FuncVal: Goの内部的な構造体で、関数値を表します。特にクロージャの場合、関数エントリポイントへのポインタと、クロージャがキャプチャした変数を含む環境情報（コンテキスト）を保持します。
スタックトレース (Stack Trace): プログラムの実行中に、現在実行中の関数から呼び出し元の関数へと遡って、関数の呼び出し履歴を表示するものです。デバッグやエラー解析に不可欠です。runtime.gentracebackがこの機能を提供します。
アセンブリ言語 (Assembly Language): Goランタイムの低レベルな部分は、パフォーマンスとOSとの直接的な対話のためにアセンブリ言語で記述されています。特に、コンテキストスイッチやレジスタ操作はアセンブリで行われます。このコミットでは、asm_386.s, asm_amd64.s, asm_arm.sといったファイルが変更されています。
リンクレジスタ (Link Register, LR): ARMアーキテクチャなどで使用される特殊なレジスタで、関数呼び出し時に戻りアドレスを格納します。関数から戻る際にこのレジスタの値が使用されます。

技術的詳細

このコミットの核心は、Gobuf構造体の拡張と、それを利用したゴルーチンコンテキストスイッチおよび関数呼び出しメカニズムの再構築にあります。

`Gobuf`構造体の拡張

src/pkg/runtime/runtime.hにおいて、Gobuf構造体に以下の3つのフィールドが追加されました。

struct	Gobuf
{
	// The offsets of sp, pc, and g are known to (hard-coded in) libmach.
	uintptr	sp;
	uintptr	pc;
	G*	g;
	uintptr	ret;  // 新規追加: 戻り値または戻りアドレス
	void*	ctxt; // 新規追加: コンテキスト情報 (FuncValなど)
	uintptr	lr;   // 新規追加: リンクレジスタ (ARMなど)
};

lr (Link Register): ARMアーキテクチャなど、リンクレジスタを持つCPUのために追加されました。関数呼び出し時に戻りアドレスを保持し、gogoでコンテキストを復元する際に正確な戻り先を保証します。x86/amd64では通常0に設定されます。
ctxt (Context): 汎用的なコンテキストポインタです。主にFuncVal（クロージャの関数値）へのポインタを格納するために使用されます。これにより、deferやgoステートメントで呼び出される関数の環境情報をGobuf経由で伝達できるようになります。
ret (Return Value/Address): gogoが実行を再開する際に、特定の戻り値や状態を伝えるためのフィールドです。例えば、panic.cのrecovery関数では、gogoに渡す戻り値としてret = 1を設定しています。

これらのフィールドの追加により、Gobufはゴルーチンの状態をより詳細かつ柔軟に表現できるようになり、特にスタックの切り替えや非同期的な関数呼び出しの際に必要な情報が網羅されます。

`gostartcall`と`gostartcallfn`の導入

このコミットでは、gogocallとgogocallfnという既存の関数呼び出しメカニズムを置き換える形で、gostartcallとgostartcallfnという新しい関数が導入されました。

runtime.gostartcall(Gobuf *gobuf, void (*fn)(void), void *ctxt):
- sys_arm.cとsys_x86.cに新しく追加されたC関数です。
- Gobufのpcをfn（呼び出す関数のエントリポイント）に設定し、ctxtを引数として渡されたctxtに設定します。
- x86/amd64では、gobuf->pcをスタックにプッシュし、gobuf->spを調整することで、fnが呼び出されたかのようにスタックを準備します。
- ARMでは、gobuf->lrに元のgobuf->pcを保存し、gobuf->pcをfnに設定します。これは、ARMのリンクレジスタの挙動を模倣しています。
- この関数は、gogoが実行される前にGobufを「呼び出し準備完了」の状態にする役割を担います。
runtime.gostartcallfn(Gobuf *gobuf, FuncVal *fv):
- stack.cに新しく追加されたC関数です。
- FuncVal (fv) を受け取り、そのfnフィールドをgostartcallのfn引数として、fv自体をctxt引数としてruntime.gostartcallを呼び出します。
- これは、FuncVal（特にクロージャ）を新しいゴルーチンとして起動したり、reflect.callのようなメカニズムで呼び出したりする際に使用されます。

`gogocall`と`gogocallfn`の再定義

従来のgogocallとgogocallfnは、Gobufの状態を復元し、その後すぐに指定された関数を呼び出すという複合的な処理を行っていました。このコミットでは、これらの関数が削除され、その機能がgostartcall / gostartcallfnとgogoの組み合わせとして再定義されました。

旧 gogocall / gogocallfn の削除: asm_386.s, asm_amd64.s, asm_arm.sから、これらのアセンブリ関数が削除されました。
新しい呼び出しパターン:
- runtime.gostartcall(...) または runtime.gostartcallfn(...) を呼び出して、Gobufを呼び出し準備状態にする。
- その後、runtime.gogo(&gobuf) を呼び出して、Gobufに保存された状態にコンテキストスイッチし、準備された関数を実行する。

この変更により、コンテキストスイッチと関数呼び出しの準備が明確に分離され、コードのモジュール化と理解が容易になります。また、gogoがより汎用的なコンテキスト復元メカニズムとして機能し、gostartcallが特定の関数呼び出しの準備を担当するという役割分担が明確になります。

その他の変更点

runtime.gosaveの変更: Gobufに新しいフィールドが追加されたため、runtime.gosaveアセンブリ関数もこれらのフィールドを初期化（通常は0に設定）するように変更されました。
runtime.goexitの扱い: runtime.goexitはゴルーチンが終了する際に呼び出される特別な関数ですが、このコミットではgp->fnstartフィールドが削除され、runtime.newproc1で新しいゴルーチンを起動する際にruntime.gostartcallfnを使用してruntime.goexitを初期PCとして設定するようになりました。これにより、ゴルーチンの開始と終了のロジックがより一貫性を持つようになります。
スタックトレースの改善: traceback_arm.cとtraceback_x86.cにおいて、runtime.goexitやruntime.mcallなどの特定の関数が引数を持たないことをruntime.haszeroargs関数で判定するように変更されました。また、runtime.gentracebackの引数にlr0が追加され、ARMアーキテクチャでのトレースバックの精度が向上しました。
StackTop定数の変更: src/pkg/runtime/stack.hでStackTopが72から96に増加しました。これは、Gobuf構造体のサイズが増加したことによる調整と考えられます。
runtime.memclrの利用: runtime.newproc1で新しいゴルーチンのsched（Gobuf）を初期化する際にruntime.memclrが使用され、すべてのフィールドがゼロクリアされるようになりました。これは、新しいGobufフィールドの安全な初期化を保証します。

これらの変更は、Goランタイムの内部構造をより堅牢で、将来の拡張に対応しやすいように進化させるための重要なステップです。特に、ゴルーチンのコンテキスト管理と関数呼び出しの抽象化が強化されたことで、ランタイムの複雑な挙動をより正確に制御できるようになりました。

コアとなるコードの変更箇所

このコミットにおけるコアとなるコードの変更は、主に以下のファイルに集中しています。

src/pkg/runtime/runtime.h: Gobuf構造体の定義が変更され、lr, ctxt, retフィールドが追加されました。また、gogocallとgogocallfnのプロトタイプが削除され、gostartcallとgostartcallfnのプロトタイプが追加されました。

--- a/src/pkg/runtime/runtime.h
+++ b/src/pkg/runtime/runtime.h
@@ -209,10 +209,13 @@ struct	Slice
 };
 struct	Gobuf
 {
-	// The offsets of these fields are known to (hard-coded in) libmach.
+	// The offsets of sp, pc, and g are known to (hard-coded in) libmach.
 	uintptr	sp;
 	uintptr	pc;
 	G*	g;
+	uintptr	ret;
+	void*	ctxt;
+	uintptr	lr;
 };
 struct	GCStats
 {
@@ -238,7 +241,6 @@ struct	G
 	uintptr	gcguard;		// if status==Gsyscall, gcguard = stackguard to use during gc
 	uintptr	stackguard;	// same as stackguard0, but not set to StackPreempt
 	uintptr	stack0;
-	FuncVal*	fnstart;		// initial function
 	G*	alllink;	// on allg
 	void*	param;		// passed parameter on wakeup
 	int16	status;
@@ -711,9 +714,9 @@ int32	runtime·charntorune(int32*, uint8*, int32);\n  */\n #define FLUSH(x)	USED(x)\n \n-void	runtime·gogo(Gobuf*, uintptr);\n-void	runtime·gogocall(Gobuf*, void(*)(void), uintptr);\n-void	runtime·gogocallfn(Gobuf*, FuncVal*);\n+void	runtime·gogo(Gobuf*);\n+void	runtime·gostartcall(Gobuf*, void(*)(void), void*);\n+void	runtime·gostartcallfn(Gobuf*, FuncVal*);\
 void	runtime·gosave(Gobuf*);\n     void	runtime·lessstack(void);\
 void	runtime·goargs(void);\

src/pkg/runtime/asm_386.s, src/pkg/runtime/asm_amd64.s, src/pkg/runtime/asm_arm.s:

runtime.gogocallとruntime.gogocallfnのアセンブリ実装が削除されました。
runtime.gosaveとruntime.gogoのアセンブリ実装が、新しいGobufフィールドを扱うように変更されました。特にgogoでは、ret, ctxt, lrをレジスタにロードし、Gobuf内のこれらのフィールドをクリアする処理が追加されています。
runtime.asmcgocall内でgosaveを呼び出すように変更されました。

例: src/pkg/runtime/asm_amd64.sのgogoの変更

--- a/src/pkg/runtime/asm_amd64.s
+++ b/src/pkg/runtime/asm_amd64.s
@@ -129,50 +131,20 @@ TEXT runtime·gosave(SB), 7, $0
 // void gogo(Gobuf*, uintptr)
 // restore state from Gobuf; longjmp
 TEXT runtime·gogo(SB), 7, $0
-	MOVQ	16(SP), AX		// return 2nd arg
 	MOVQ	8(SP), BX		// gobuf
 	MOVQ	gobuf_g(BX), DX
 	MOVQ	0(DX), CX		// make sure g != nil
 	get_tls(CX)
 	MOVQ	DX, g(CX)
 	MOVQ	gobuf_sp(BX), SP	// restore SP
+	MOVQ	gobuf_ret(BX), AX
+	MOVQ	gobuf_ctxt(BX), DX
+	MOVQ	$0, gobuf_sp(BX)	// clear to help garbage collector
+	MOVQ	$0, gobuf_ret(BX)
+	MOVQ	$0, gobuf_ctxt(BX)
 	MOVQ	gobuf_pc(BX), BX
 	JMP	BX

src/pkg/runtime/sys_arm.cとsrc/pkg/runtime/sys_x86.c:

runtime.gostartcall関数が新しく追加されました。この関数は、Gobufを特定の関数呼び出しのために準備します。

例: src/pkg/runtime/sys_x86.cの新規追加

// Copyright 2013 The Go Authors.  All rights reserved.
// Use of this source code is governed by a BSD-style
// license that can be found in the LICENSE file.

// +build amd64 386

#include "runtime.h"

// adjust Gobuf as it if executed a call to fn with context ctxt
// and then did an immediate gosave.
void
runtime·gostartcall(Gobuf *gobuf, void (*fn)(void), void *ctxt)
{
	uintptr *sp;
	
	sp = (uintptr*)gobuf->sp;
	*--sp = (uintptr)gobuf->pc;
	gobuf->sp = (uintptr)sp;
	gobuf->pc = (uintptr)fn;
	gobuf->ctxt = ctxt;
}

src/pkg/runtime/stack.c:
- runtime.gostartcallfn関数が新しく追加されました。
- runtime.oldstackとruntime.newstack内で、gogocallやgogocallfnの代わりにgostartcallやgostartcallfnとgogoの組み合わせが使用されるように変更されました。
src/pkg/runtime/proc.c:
- execute関数内でgogocallfnが削除され、gogoのみが呼び出されるようになりました。
- runtime.newproc1で新しいゴルーチンを初期化する際に、fnstartフィールドの代わりにruntime.gostartcallfnが使用されるようになりました。
- saveヘルパー関数が追加され、g->schedのフィールドを初期化する際に使用されます。
- runtime.haszeroargs関数が追加されました。
src/pkg/runtime/panic.c:
- recovery関数内でgogoに渡す引数が変更され、gp->sched.ret = 1を設定してからruntime.gogo(&gp->sched)を呼び出すようになりました。
src/pkg/runtime/mgc0.c:
- addstackroots関数内でgp->sched.lrが使用されるようになりました。
- gp->sched.ctxtが0でない場合に、そのコンテキストがルートとして追加されるようになりました。
- mgc関数内でgogoに渡す引数が変更されました。
src/pkg/runtime/traceback_arm.c, src/pkg/runtime/traceback_x86.c:
- runtime.gentracebackの引数にlr0が追加されました。
- runtime.goexitに関する特別な処理が削除され、runtime.haszeroargs関数が使用されるようになりました。
- frame.arglenの計算ロジックが変更されました。

これらの変更は、Goランタイムの低レベルな部分に広範囲にわたる影響を与え、ゴルーチンのライフサイクル管理と関数呼び出しのセマンティクスを根本的に変更しています。

コアとなるコードの解説

このコミットの核となる変更は、Gobuf構造体の拡張と、それを利用したゴルーチンコンテキストスイッチおよび関数呼び出しの新しいパラダイムです。

`Gobuf`の拡張と役割

Gobufは、ゴルーチンの実行状態を保存・復元するための「スナップショット」のようなものです。従来のsp (スタックポインタ)、pc (プログラムカウンタ)、g (ゴルーチンポインタ) に加えて、以下のフィールドが追加されました。

lr (Link Register): ARMアーキテクチャのようなCPUでは、関数呼び出し時に戻りアドレスをlrに格納します。このフィールドの追加により、Gobufはこれらのアーキテクチャでより正確なコンテキストを保存できるようになりました。gogoがGobufから状態を復元する際、lrの値も適切に設定されることで、関数からの戻りが正しく処理されます。x86/amd64ではこのレジスタは存在しないため、通常は0に設定されます。
ctxt (Context): これは汎用的なポインタで、主にFuncVal（関数値、特にクロージャ）へのポインタを格納するために使用されます。例えば、goステートメントで新しいゴルーチンを起動する際、そのゴルーチンが実行する関数がクロージャであれば、そのFuncValがctxtに保存されます。これにより、gogoでコンテキストが復元された後、その関数が正しく実行されるために必要な環境情報が利用可能になります。mgc0.cのaddstackroots関数では、gp->sched.ctxtが0でない場合に、そのコンテキストがGCルートとして追加されるようになりました。これは、ctxtがヒープ上のオブジェクトを指す可能性があるため、GCによって回収されないようにするためです。
ret (Return Value/Address): gogoがコンテキストを復元して実行を再開する際に、特定の戻り値や状態を伝えるためのフィールドです。例えば、panic.cのrecovery関数では、パニックからの回復時にgp->sched.ret = 1を設定し、gogoを呼び出すことで、回復が成功したことを示すシグナルとして利用しています。

これらのフィールドの追加により、Gobufは単なるレジスタの保存場所ではなく、ゴルーチンの実行コンテキスト全体をより豊かに表現できるようになりました。

`gostartcall`と`gostartcallfn`による関数呼び出しの抽象化

このコミットのもう一つの重要な側面は、gostartcallとgostartcallfnという新しい関数の導入です。これらは、gogoが実行される前にGobufを特定の関数呼び出しのために「準備」する役割を担います。

runtime.gostartcall(Gobuf *gobuf, void (*fn)(void), void *ctxt):
- この関数は、gobufのpcフィールドを呼び出す関数fnのエントリポイントに設定します。
- x86/amd64アーキテクチャでは、gobuf->pcの元の値をスタックにプッシュし、gobuf->spを調整することで、fnが通常の関数呼び出しのように実行されるためのスタックフレームをシミュレートします。これは、gogoがスタックを復元した際に、fnがまるでcall命令で呼び出されたかのように振る舞うことを保証します。
- ARMアーキテクチャでは、gobuf->lrに元のgobuf->pcを保存し、gobuf->pcをfnに設定します。これは、ARMの関数呼び出し規約（戻りアドレスをlrに格納する）に合わせたものです。
- ctxt引数は、Gobufのctxtフィールドに直接コピーされ、関数実行に必要な追加のコンテキスト情報を提供します。
runtime.gostartcallfn(Gobuf *gobuf, FuncVal *fv):
- この関数は、FuncVal (fv) を受け取り、そのfnフィールドをgostartcallのfn引数として、fv自体をgostartcallのctxt引数として渡します。
- これは、Goのクロージャやメソッド呼び出しなど、FuncValを介して関数が呼び出されるシナリオを簡潔に扱うためのヘルパー関数です。

`gogocall`と`gogocallfn`の廃止と新しいフロー

従来のgogocallとgogocallfnは、Gobufの復元と関数呼び出しを一体として行っていました。このコミットでは、これらの関数が削除され、その機能は以下の2段階のプロセスに分割されました。

gostartcall / gostartcallfn による呼び出し準備: まず、gostartcallまたはgostartcallfnを呼び出して、Gobufを特定の関数を呼び出すための状態に設定します。これには、pc、sp、lr、ctxtなどの適切な設定が含まれます。
gogo によるコンテキストスイッチと実行: 次に、gogo(&gobuf)を呼び出します。gogoは、gobufに保存された状態（sp, pc, g, lr, ctxt, ret）を現在のCPUレジスタに復元し、pcにジャンプすることで、準備された関数を実行します。

この分離により、Goランタイムのコードはよりモジュール化され、理解しやすくなりました。gogoは純粋なコンテキストスイッチプリミティブとなり、gostartcallは関数呼び出しの準備という特定のタスクを担当するようになりました。これにより、ランタイムの柔軟性が向上し、将来的に異なる種類の関数呼び出しやコンテキストスイッチのシナリオをより容易にサポートできるようになります。

例えば、新しいゴルーチンを起動するruntime.newproc1関数では、以前はnewg->fnstartというフィールドを使っていましたが、このコミットでfnstartが削除され、代わりにruntime.gostartcallfn(&newg->sched, fn)を呼び出すことで、新しいゴルーチンのGobufを初期関数fnの実行のために準備するようになりました。

`runtime.gosave`の変更

runtime.gosaveは、現在のゴルーチンの状態をGobufに保存するアセンブリ関数です。Gobufに新しいフィールドが追加されたため、gosaveもこれらのフィールド（lr, ctxt, ret）を適切に初期化（通常は0に設定）するように変更されました。これにより、保存されるGobufの状態が常に完全で一貫性のあるものになります。

スタックトレースの改善

runtime.gentracebackは、スタックトレースを生成する関数です。このコミットでは、gentracebackの引数にlr0（リンクレジスタの値）が追加され、特にARMアーキテクチャでのトレースバックの精度が向上しました。また、runtime.goexitやruntime.mcallのような特定のランタイム関数が引数を持たないことを判定するために、runtime.haszeroargsというヘルパー関数が導入されました。これにより、スタックフレームの引数サイズの計算がより正確になります。

これらの変更は、Goランタイムの内部的な整合性を高め、ゴルーチンのライフサイクル管理、コンテキストスイッチ、およびデバッグ情報の生成をより堅牢かつ効率的に行うための基盤を強化するものです。

コアとなるコードの解説

このコミットの主要な変更は、Goランタイムにおけるゴルーチンのコンテキスト管理と関数呼び出しのメカニズムをより柔軟かつ効率的にするためのものです。

`Gobuf`構造体の拡張

Gobufは、Goランタイムがゴルーチンの実行状態を保存・復元するために使用する重要なデータ構造です。このコミットでは、既存のsp (スタックポインタ)、pc (プログラムカウンタ)、g (現在のゴルーチンへのポインタ) に加えて、以下の3つのフィールドが追加されました。

lr (Link Register): ARMアーキテクチャのような一部のCPUでは、関数呼び出し時に戻りアドレスをリンクレジスタに格納します。このフィールドの追加により、Gobufはこれらのアーキテクチャでより正確なコンテキストを保存できるようになりました。gogoがGobufから状態を復元する際、lrの値も適切に設定されることで、関数からの戻りが正しく処理されます。x86/amd64ではこのレジスタは存在しないため、通常は0に設定されます。
ctxt (Context): これは汎用的なポインタで、主にFuncVal（関数値、特にクロージャ）へのポインタを格納するために使用されます。例えば、goステートメントで新しいゴルーチンを起動する際、そのゴルーチンが実行する関数がクロージャであれば、そのFuncValがctxtに保存されます。これにより、gogoでコンテキストが復元された後、その関数が正しく実行されるために必要な環境情報が利用可能になります。mgc0.cのaddstackroots関数では、gp->sched.ctxtが0でない場合に、そのコンテキストがGCルートとして追加されるようになりました。これは、ctxtがヒープ上のオブジェクトを指す可能性があるため、GCによって回収されないようにするためです。
ret (Return Value/Address): gogoがコンテキストを復元して実行を再開する際に、特定の戻り値や状態を伝えるためのフィールドです。例えば、panic.cのrecovery関数では、パニックからの回復時にgp->sched.ret = 1を設定し、gogoを呼び出すことで、回復が成功したことを示すシグナルとして利用しています。

`gostartcall`と`gostartcallfn`による関数呼び出しの抽象化

runtime.gostartcall(Gobuf *gobuf, void (*fn)(void), void *ctxt):
- この関数は、gobufのpcフィールドを呼び出す関数fnのエントリポイントに設定します。
- x86/amd64アーキテクチャでは、gobuf->pcの元の値をスタックにプッシュし、gobuf->spを調整することで、fnが通常の関数呼び出しのように実行されるためのスタックフレームをシミュレートします。これは、gogoがスタックを復元した際に、fnがまるでcall命令で呼び出されたかのように振る舞うことを保証します。
- ARMアーキテクチャでは、gobuf->lrに元のgobuf->pcを保存し、gobuf->pcをfnに設定します。これは、ARMの関数呼び出し規約（戻りアドレスをlrに格納する）に合わせたものです。
- ctxt引数は、Gobufのctxtフィールドに直接コピーされ、関数実行に必要な追加のコンテキスト情報を提供します。
runtime.gostartcallfn(Gobuf *gobuf, FuncVal *fv):
- この関数は、FuncVal (fv) を受け取り、そのfnフィールドをgostartcallのfn引数として、fv自体をgostartcallのctxt引数として渡します。
- これは、Goのクロージャやメソッド呼び出しなど、FuncValを介して関数が呼び出されるシナリオを簡潔に扱うためのヘルパー関数です。

`gogocall`と`gogocallfn`の廃止と新しいフロー

gostartcall / gostartcallfn による呼び出し準備: まず、gostartcallまたはgostartcallfnを呼び出して、Gobufを特定の関数を呼び出すための状態に設定します。これには、pc、sp、lr、ctxtなどの適切な設定が含まれます。
gogo によるコンテキストスイッチと実行: 次に、gogo(&gobuf)を呼び出します。gogoは、gobufに保存された状態（sp, pc, g, lr, ctxt, ret）を現在のCPUレジスタに復元し、pcにジャンプすることで、準備された関数を実行します。

Go runtime Gobuf purpose: https://go.dev/src/runtime/runtime2.go
Go runtime gostartcall and gostartcallfn: https://go.dev/src/runtime/proc.go
Go runtime gosave gogo: https://segmentfault.com/a/1190000040030000
Go runtime lr ctxt ret in Gobuf: https://go.dev/src/runtime/runtime.h
Go runtime runtime.goexit: https://go.dev/doc/go1.13#goexit
Go runtime runtime.mcall: https://go.dev/src/runtime/asm_amd64.s
Go runtime FuncVal: https://go.dev/src/runtime/runtime2.go
Go runtime Stktop: https://go.dev/src/runtime/stack.go
Go runtime runtime.gentraceback: https://go.dev/src/runtime/traceback.go
Go CL 10036044: https://golang.org/cl/10036044
Go Issue 7711: https://github.com/golang/go/issues/7711
Go Issue 56774: https://github.com/golang/go/issues/56774
Go Issue 13183: https://github.com/golang/go/issues/13183
Go Issue 54466: https://github.com/golang/go/issues/54466
Go Issue 50936: https://github.com/golang/go/issues/50936

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変更の背景

前提知識の解説

技術的詳細

`Gobuf`構造体の拡張

`gostartcall`と`gostartcallfn`の導入

`gogocall`と`gogocallfn`の再定義

その他の変更点

コアとなるコードの変更箇所

コアとなるコードの解説

`Gobuf`の拡張と役割

`gostartcall`と`gostartcallfn`による関数呼び出しの抽象化

`gogocall`と`gogocallfn`の廃止と新しいフロー

`runtime.gosave`の変更

スタックトレースの改善

関連リンク

コアとなるコードの解説

`Gobuf`構造体の拡張

`gostartcall`と`gostartcallfn`による関数呼び出しの抽象化

`gogocall`と`gogocallfn`の廃止と新しいフロー

`runtime.gosave`の変更

スタックトレースの改善

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