Linux内核 上下文切换

Linux内核上下文切换是指在多任务操作系统中，当CPU从一个进程或线程切换到另一个进程或线程时，需要保存当前进程或线程的上下文信息并加载下一个进程或线程的上下文信息的过程。上下文切换是操作系统中的一个重要概念，它对系统的性能和响应时间有很大的影响。根据引用的数据，异步任务之间的上下文切换大约需要0.2µs，而内核线程之间的切换大约需要1.7µs。

相关问题

linux 上下文切换

上下文切换是指当CPU从一个任务切换到另一个任务时，需要保存当前任务的上下文信息，并加载下一个任务的上下文信息。在Linux系统中，可以使用vmstat命令、pidstat命令、/proc/interrupts文件来查看系统的上下文切换情况。

上下文切换的主要原因有几点：
1. 多任务调度：操作系统需要将CPU资源在多个任务之间进行切换，以实现任务的并发执行。
2. 中断处理：当系统接收到硬件中断信号时，需要暂停当前任务的执行，转而处理中断请求。
3. 用户态与内核态的切换：当用户态进程需要调用内核服务时，会触发上下文切换。

上下文切换涉及到的资源主要有寄存器、内存、页表等。上下文切换次数过多会导致CPU的资源浪费，降低系统的执行效率。

根据引用的分析，上下文切换共分为三种情况：
1. 自愿上下文切换：当一个任务需要等待某个事件的完成时，会主动释放CPU，从而触发自愿上下文切换。
2. 非自愿上下文切换：当一个任务的时间片用完或发生硬件中断等原因时，会被系统强制调度，触发非自愿上下文切换。
3. 中断上下文切换：当系统接收到硬件中断信号时，会从当前任务切换到中断处理程序，进行中断处理。

至于您提到的Linux上下文切换的实战，可以使用vmstat命令、pidstat命令和/proc/interrupts文件来观察系统的上下文切换情况。具体的使用方法可以参考相关文档或在线资源。

linux内核如何退出中断上下文

当一个中断处理程序执行完成后，会调用一个特殊的函数`irq_exit()`来退出中断上下文。这个函数会执行一系列的操作，包括从内核栈上弹出当前中断处理程序的上下文，重新恢复中断之前的处理状态，然后返回到中断处理程序被打断的位置，继续执行被打断的代码。

具体来说，`irq_exit()`函数会执行以下操作：

1. 从中断栈中恢复中断处理程序的上下文，包括程序计数器、堆栈指针、寄存器等。

2. 恢复处理器中断状态寄存器（如EFLAGS寄存器），以便回到中断被触发时的处理状态。

3. 如果在中断处理程序中发生了进程切换，那么需要将切换回来的进程的状态保存到进程的内核栈中，以便之后重新调度执行。

4. 执行一些与中断处理相关的清理工作，如清除中断标志位、重新开启中断等。

5. 最后，将处理器控制权返回到中断被触发时的位置，继续执行被打断的代码。

总的来说，退出中断上下文是一个非常复杂的过程，涉及到许多底层的硬件和软件细节。Linux内核通过`irq_exit()`函数来实现这个过程，并且为不同的硬件平台提供了对应的实现。