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Linux进程上下文切换过程context_switch详解--Linux进程的管理与调度(二十一）

这些信息被称作上下文, 它描述了进程的现有状态, 进程上下文是可执行程序代码是进程的重要组成部分, 实际上是进程执行活动全过程的静态描述, 可以看作是用户进程传递给内核的这些参数以及内核要保存的那一整套的变量和寄存器值和当时的环境等...用户空间的应用程序，通过系统调用，进入内核空间。这个时候用户空间的进程要传递 很多变量、参数的值给内核，内核态运行的时候也要保存用户进程的一些寄存器值、变量等。...所谓的”进程上下文”硬件通过触发信号，导致内核调用中断处理程序，进入内核空间。这个过程中，硬件的 一些变量和参数也要传递给内核，内核通过这些参数进行中断处理。...执行环境的切换是在switch_to()中完成的, switch_to完成最终的进程切换，它保存原进程的所有寄存器信息，恢复新进程的所有寄存器信息，并执行新的进程 该函数往往通过宏来实现, 其原型声明如下...因此switch_to函数通过3个参数提供2个变量.

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    Linux进程调度(三）

    ; \ } while (0) __switch_to 函数的具体内容这里就不看了，它里面做的最重要的一件事就是切换内核栈，将栈顶指针寄存器指向新进程的内核栈 到这里，进程的切换就已经完成了...我将讨论这样一个场景，现在有一个进程，它通过系统调用读取网卡数据，但是网卡此时没有数据，所以它会睡眠。...函数，这也是进程B在内核态运行时候的 进程B当初也是通过系统调用进入内核的，现在进程B读取到按键数据后，要返回用户空间，此时内核会将进程B的内核栈中 pt_reg 里面所有保存下来的寄存器恢复，例如会重新设置栈指针寄存器...你可以注意到，last 是通过 __switch_to 的函数返回值获取的 以进程C切换到进程A为例，进程C将自己的进程描述符地址放到寄存器中，然后切换到进程A，进程A得到 __switch_to 返回值...，__switch 的返回值其实就是寄存器的值，也就是进程C的进程描述符地址 这样子进程就知道自己是从哪一个进程切换过来的，那么为什么进程需要直到它是从哪一个进程切换过来的呢？

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    Linux内核13-进程切换

    为什么需要last参数呢？ 当进程切换涉及到3个进程的时候，3个进程分别假设为A、B、C。假设内核决定关掉A进程，激活B进程。...switch_to宏的处理过程如下： 将新旧进程描述符存放到CPU寄存器中： 保存旧进程的内核态栈，比如eflags和ebp寄存器的内容。...2.2 __switch_to()函数 实际上大部分的进程切换工作是由__switch_to()函数完成的，它的参数是prev_p和next_p，分别指向旧进程和新进程。...这个函数和普通的函数有些差别，因为__switch_to()函数从eax和edx寄存器中获取prev_p和next_p这两个参数（在分析switch_to宏的时候已经讲过），而不是像普通函数那样，从栈中获取参数...通过调用sysenter汇编指令从用户态切换到内核态引起的任何特权级别的改变都会导致将这个地址拷贝到esp寄存器中。 将新进程的线程本地存储（TLS）段加载到当前CPU的GDT中。

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    从零手写操作系统之RVOS协作式多任务切换实现-03

    因此，在执行 call 指令之前，程序需要将函数的参数准备好，并将它们存储在适当的寄存器中。 当子程序执行完毕后，通过 ret 指令返回到调用位置。...这些任务通常通过约定和编程规范来实现。例如，参数可以通过寄存器传递，而局部变量可以在堆栈上分配和访问。编程者需要根据具体的编程规范和约定来管理参数和局部变量的传递。...switch_to(struct context *next); # 其中函数有一个context指针作为参数,而实际上由a0作为参数寄存器,存放该context指针的值 .globl switch_to...ret call switch_to将要切换的上下文Context地址作为参数传入,由a0参数寄存器保存 switch_to函数首先判断是否为首次调用switch_to函数，如果是，则直接进行上下文恢复操作...Context上下文的保存和恢复进行切换，从而达到任务切换执行的效果 ---- 问题解答: 函数调用过程中的寄存器使用约定 为什么非要交换mscratch和t6呢？

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    从零手写操作系统之RVOS抢占式多任务实现-06

    首先，我们需要在trap_vector中断程序处理入口中，在之前处理逻辑基础上，新增对于mepc寄存器保存到当前进程Context上下文的逻辑 其次，我们需要在switch_to函数中，新增从要切换到的进程从...，如果被切换的任务是第一次进行调用，我们必须在任务创建的时候设置好他的mepc寄存器，否则switch_to函数将无法通过任务上下文空间中保存的mepc值，借助mret指令跳到任务的程序入口地址处执行。...函数 switch_to(next); } 因为没有采用中断调用，因此为了让switch_to函数能够像被中断调用那样执行，我们也需要提前将任务在上下文中间中的mepc寄存器值设置好才可以。...，假设该进程为任务B，然后将任务B的Context上下文地址作为参数传入switch_to函数 switch_to函数执行上下文切换，首先从任务B的上下文空间中取出mepc(B),赋值给当前的mepc寄存器...，然后调用schedule，执行任务调度 schedule方法通过轮询策略选择出一个进程，假设该进程为任务A，然后将任务A的Context上下文地址作为参数传入switch_to函数 switch_to

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    进程实现原理

    其次，传入main函数中的三个参数均为0（初始化main函数，无需传参，因此这里默认为0）。...进程之所以是资源分配的基本单位，除了要完成用户态栈的切换，还需要内核栈的切换，其次进程的创建fork函数是系统调用，它将通过中断进入系统，调度计算机的资源。...edx，ecx，ebx是系统调用规定的必传参数，ebx为系统调用的第一个参数，以此类推，edx为第三个参数。...switch_to(next); } ? 进入调度函数后，先忽略前述的某些优先级调度算法，直接转入switch_to函数，你会发现它是通过建立映象来完成内核栈的切换的。...而内核栈切换是进程调度的核心的核心，switch_to代码的工作原理是通过TR寄存器来找到当前的tss段，当寄存器存放的内容发生改变时，便会导致TR指向的tss的内容写入CPU的所有寄存器当中，而将原来的寄存器的内容保存在原来的

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    linux内核上下文切换解析

    但是Linux为了适用更多的cpu架构没使用处理器相关的上下文切换技术，而是大部分通过软件实现。linux上下文切换就在schedule（）函数里，很多地方都会调用这个函数。...经过前面的代码计算后找出下一个要执行的任务，然后开始执行上下文切换。...%6\n\t" /* 将next将要运行的地址压栈*/ \ "jmp __switch_to\n"/*短调用__switch_to,从__switch_to返回的时候直接返回到%6*/...然后切换到next内核栈，至此prev进程就被挂起来了，把next上次被挂起的地址压栈，调用__switch_to函数，__switch_to函数返回的时候会直接跳到标号1或者ret_from_fork...再看__switch_to函数 //采用fastcall调用，则不使用栈传参，使用通用寄存器传递参数 struct task_struct fastcall * __switch_to(struct task_struct

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    一个在关键路径上面隐藏了11个月的BUG：DragonOS进程切换查错

    ，把某个函数wrap一下，代码就能运行 10月份的时候，我和同学调试IDR的源代码，有个单元测试用例就是无法通过。...fi=switch_proc#switch_proc 简单介绍一下这两个宏的作用： process_switch_mm这个宏，主要作用是，将下一个进程的基地址加载到页表基址寄存器CR3中。...，大概是这样： 由于文档中，大量的描述是关于那几个段选寄存器的，并且__switch_to函数里面切换了fs、gs寄存器，因此我对进程切换前后，cs、ds、es、fs、gs、ss几个段选寄存器的值，...解决BUG 我反复思考：为什么这两个宏单独使用就可以运行，独立成函数就不行了呢？是不是因为由于编译器指令重排序优化问题，或者是处理器乱序执行问题导致的？我加了内存屏障，依然无法解决。...，都直接通过了。

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    从零手写操作系统之RVOS系统调用实现-09

    ，通过schedule函数手动切换到初始任务执行，该过程会调用switch_to函数完成指令流的切换执行。...为了解决用户态下无法直接读取mhartid寄存器来获取当hart Id的问题，我们需要编写一个系统调用函数gethid,让用户程序通过调用该函数，完成上面的需求。...，我们新增了将任务上下文地址作为参数传入中断处理程序的逻辑: 中断处理程序函数中新增一个context参数，用于接收当前任务上下文地址: ---- 系统调用传参规范 ecall指令用来触发一次系统调用...虽然系统调用传参规则由不同的系统自己决定，但是也要遵循RISC-V函数传参规范 系统调用本质也是一个函数，也需要有参数，但是不同的系统调用需要的参数个数未必一样，所以我们这里规定系统调用参数使用寄存器范围在...//hart id存放于a0寄存器保存的内存地址处 //a0寄存器这里即作为函数调用参数,又作为函数返回值进行传递 cxt->a0 = sys_gethid((unsigned

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    ucoreOS_lab4 实验报告

    于是通过 proc_run 和进一步的 switch_to 函数完成两个执行现场的切换。...再分析 switch_to 函数 * 实现思路： switch_to 函数主要完成的是进程的上下文切换，先保存当前寄存器的值，然后再将下一进程的上下文信息保存到对于寄存器中。 1....context的esp到esp寄存器 pushl 0(%eax) #将context的eip压入栈中 ret 最后分析一下 proc_run 函数 4、由 switch_to...由 switch_to 函数完成具体的两个线程的执行现场切换，即切换各个寄存器，当 switch_to 函数执行完 “ret” 指令后，就切换到 initproc 执行了。...，在调用该函数之后，首先会恢复要运行的线程的上下文，然后由于恢复的上下文中已经将返回地址（ copy_thread 函数中完成）修改成了 forkret 函数的地址(如果这个线程是第一运行的话，否则就是切换到这个线程被切换出来的地址

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    操作系统进程的实现---中---05

    ，然后去执行该函数 该函数首先保存当前会使用到的寄存器，即保护现场，也是保护了用户态切换时寄存器的状态 然后，通过系统调用号，去system_call_table定位到某个具体的内核函数地址，然后执行...---- 再来看看执行调度的具体过程，即_schedule函数执行: 通过相关调度算法，找出切换到哪个线程继续执行 switch_to完成具体切换，主要是完成对内存级线程PCB的切换 ---- switch_to...第2行定义了一个__tmp结构，包含2个long类型整数a和b 第3行将task[n]与current比较，其中task[n]是要切换到的任务，current是当前任务； 第4行说明，如果要切换到的任务是当前任务...，下面来具体聊聊: 下面进入sys_fork函数具体执行过程: _sys_fork函数中具体会去调用copy_process函数完成内核线程的创建，而该函数中需要的所有参数值，都来源于栈中...状态都初始化好 通过内核栈完成切换 如果是通过内核栈完成内核级线程的切换，在具体切换时，只需要切换TCB即可，因为在进入中断的时候，就已经将当前各种寄存器的状态压入了内核栈中，相当于用内核栈保存CPU

    90660

    分析Linux系统的执行过程

    如果是创建内核线程，那么它的运行位置是ret_from_kernel_thread，将这段代码的地址赋给thread.ip，之后准备其他寄存器信息，退出 将父进程的寄存器信息复制给子进程。...将ret_from_fork的地址设置为eip寄存器的值，这是子进程的第一条指令。...\n" /* 因为是函数所以是jmp，通过寄存器传递参数，寄存器是prev-a，next-d，当函数执行结束ret时因为没有压栈当前eip，所以需要使用之前压栈的eip，就是pop出next_ip。...通过 jmp 指令（而不是 call 指令）转入一个函数__switch_to() 恢复 next 上次被调离时推进堆栈的内容。...当我们调用fork函数的时候，产生了软中断，通过int 0x80陷入内核，进入sys_call函数，并且通过eax传递系统调用号参数。

    99020

    Linux进程核心调度器之主调度器schedule--Linux进程的管理与调度(十九）

    ，时间片到点，会重新移动当前进程requeue_task_rt，进程会被加到队列尾，接下来set_tsk_need_resched触发调度，进程被抢占进入schedule 问题1 : 为什么要多此一举判断所有的进程是否全是...这包括保存、恢复栈信息和寄存器信息 由于不同架构下地址映射的机制有所区别, 而寄存器等信息弊病也是依赖于架构的, 因此switch_mm和switch_to两个函数均是体系结构相关的 1.4.3 switch_mm...1.4.4 switch_to切换进程堆栈和寄存器 执行环境的切换是在switch_to()中完成的, switch_to完成最终的进程切换，它保存原进程的所有寄存器信息，恢复新进程的所有寄存器信息，并执行新的进程...因此switch_to函数通过3个参数提供2个变量, 在新进程被选中时, 底层的进程切换冽程必须将此前执行的进程提供给context_switch, 由于控制流会回到陔函数的中间, 这无法用普通的函数返回值来做到...中执行如下操作 进程切换, 即esp的切换, 由于从esp可以找到进程的描述符 硬件上下文切换, 设置ip寄存器的值, 并jmp到__switch_to函数 1.5 need_resched, TIF_NEED_RESCHED

    3.9K31

    操作系统进程的实现---上---04

    ，这里不过多深究，先考虑几个简单的选择，先进先出和优先级 ---- 完成了调度，下一步就是切换 如果当前正在执行的进程是PCB1，要切换到PCB2执行，那么首先需要保存现场，将当前相关寄存器值和...304 D中调用yield函数，切换指令序列执行，栈中保存pc值404 此时因为线程切换，来到了B函数的204位置，函数执行结束后，通过弹出栈顶元素，获得接下来要跳去的地址，发现是404 显然，不符合要求...Yield切换线程执行，因为下载过程不需要CPU参与 Yield函数，除了对相关寄存器状态保存，esp栈顶指针寄存器操作外，还有一点，就是需要通过调度算法选出一个线程来进行切换执行 ---- 为什么说是用户级线程...内核线程S要切换到内核线程T 首先将指向当前线程S内核栈的esp指针状态保存到TCB1 将TCB2中保存值赋值给esp,相当于完成了esp指向的切换 switch_to函数执行完毕后，会弹出当前esp...---- 内核线程switch_to的五段论 假设是内核线程S需要切换到内核线程T 线程S通过中断进入内核区，并且会保存用户态状态到内核栈中 找到线程S的TCB1，将当前esp保存到TCB1中 再通过相关调度算法

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    深入理解Linux内核之主调度器（下）

    下面给出代码： context_switch ->(last) = __switch_to((prev), (next)) -> fpsimd_thread_switch(next) //浮点寄存器切换...p->thread.cpu_context.sp = (unsigned long)childregs; 设置为了ret_from_fork的地址，当然这里也设置了sp等调度上下文（这里将进程切换保存的寄存器称之为调度上下文...于是执行到ret_from_fork：这里首先调用schedule_tail对前一个进程做清理工作，然后判断是否为内核线程如果是执行内核线程的执行函数，如果是用户任务通过ret_to_user返回到用户态...5.2 关于__switch_to的参数和返回值 switch_to(prev, next, prev) -> ((last) = __switch_to((prev), (next)))...这里做处理器状态切换时，传递了两个参数，返回了一个参数： prev和next很好理解就是 就是前一个进程（当前进程）和下一个进程的 task_struct结构指针，那么last是什么呢？

    1.3K20

    操作系统的那棵“树”---06

    例如: esp栈顶指针寄存器一开始指向线程1的栈顶，但是此时要切换到线程2，那么就需要把esp指针移动到线程2的栈顶位置，那么线程2的栈顶位置搁哪保存呢？...为了方便切换时，找到对应线程的栈顶位置，因此由了TCB的诞生，TCB中保存当前线程栈顶位置和其他一些信息，因此如果要进行线程切换，首先需要通过下一个TCB，再通过TCB找到新的栈顶位置，然后将esp指针指向新栈顶位置...当然，因为内核态中会去进行系统调用，也需要调用函数，那么也会有保护现场和恢复现场的需要，因此肯定也是需要一个栈的。 有人问，为什么不直接使用用户栈来保存相关记录呢？...---- INT进入内核 int 0x80要进入内核态，中断过程中会将用户栈状态和当前标志寄存器，EIP,CS等都压入内核栈保存。...---- schedule+switch_to 通过switch_to将当前CPU状态扣到进程A的TSS上面，然后将进程B的TSS拍到CPU上面，就完成了进程的切换。

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    C++|Compiler|活动记录（栈帧）

    Callee-saved Register Callee在占用寄存器前，先存入栈，执行完成后再恢复。尽管看起来到头来参数还是要入内存，但是在执行过程中，参数的使用是通过寄存器进行的。...In-register Parameter 以下情况参数必须进内存(variable escape) 需要取址 传引用 被嵌套的函数调用 以下情况参数在特定环境下必须进内存，并不能断定 参数大小大于寄存器大小...以frame pointer作为第一个参数（不一定是当前的栈帧，而是callee的上层）传递给callee作为static link，可以通过static link回溯上一层、上上层的栈帧，最终获得外部的变量...如果儿子1调用儿子2，那么事实上儿子1是通过父亲访问到的儿子2，因此不能直接传儿子1的栈帧，而是先回溯到父亲的栈帧，再把父亲的栈帧指针作为第一个参数传递给儿子2....提升（Lambda Lifting） 将父函数中每一个被子函数（或者孙子、曾孙...）访问的变量作为额外的参数按引用传递给子函数。

    1.2K40

    C语言——F函数的栈帧的创建和销毁

    //其实是局部变量的创建时在局部变量所在函数的栈帧空间中创建的 //调用Add函数 c = Add(a, b); //调用Add函数时的传参 //其实传参就是把参数push到栈帧空间中 00BE1850...8] //将ebp-8地址处的值放在eax中 //其实就是把z的值存储到eax寄存器中，这里是想通过eax寄存器带回计算的结果，做函数的返回值。...将 ebx ， esi ， edi 寄存器的值保存； 4. 计算求和，在计算求和的时候，我们是通过 ebp 中的地址进行偏移访问到了函数调用前压栈进去的参数，这就是形参访问； 5....，隐式传递给被调函数，在被调函数中通过地址找到主调函数中预留的空间，将返回值直接保存到主调函数的。...3、函数调用时参数是如何传递的？传参的顺序是怎样的？ 答：其实是将值放在了寄存器中推到了创建的自定义函数中以此完成传递，传参顺序是函数定义的顺序。 4、函数的形参和实参分别是怎样实例化？

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