linux技巧2:CPU上下文切换

        Linux是多任务操作系统,能够处理的任务数要远远大于CPU的个数。多任务处理并不是多个任务同时处理,而是通过快速的切换CPU的上下文来实现的。

        CPU上下文:包括CPU寄存器 和 程序计数器等,CPU在运行任务前所依赖的环境。

        CPU寄存器:是CPU内置的容量小但速度极快的内存。

        程序计数器:用来存储CPU正来执行的指令位置,或者即将执行的下一条指令位置。

        CPU上下文的切换:就是将前一个任务的CPU上下文保存起来,然后加载新的任务的上下文,然后再通过新的任务的上下文中的程序计数器,跳转到新位置运行新任务。

         CPU上下文的切换主要分为三种:进程上下文的切换线程上下文的切换中断上下文的切换 

         1、进程上下文的切换

          

          

                                        

             2、线程上下文的切换

             

               (1)当进程只有一个线程时,可以认为进程就等于线程。

               (2)当进程拥有多个线程时,这些线程会共享相同的虚拟内存和全局变量等资源。这些资源在上下文切换时不需要修改

               (3)线程有自己的私有数据,比如栈和寄存器等,这些在上下文切换时也需要保存的。

              

               3、中断上下文的切换

               

进程的上下文切换  和  系统调用有什么区别?

        进程是由内核来管理和调度的,进程的切换只能发生在内核态。所以进程的上下文不仅包括了虚拟内存、栈、全局变量等用户空间的资源,还包括了内核堆栈、寄存器等内核空间的状态。

       进程的上下文切换就比系统调用时多了一步:在保存当前内核状态和CPU寄存器之前,需要先把该进程的虚拟内存、栈等保存下来;而加载了下一进程的内核态后,还要刷新进程的虚拟内存和用户栈。

    

      

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