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深入理解Linux内核进程上下文切换

作者简介 韩传华,就职于南京大鱼半导体有限公司,主要从事linux相关系统软件开发工作,负责Soc芯片BringUp及系统软件开发,乐于分享喜欢学习,喜欢专研Linux内核源代码。...本文主要关注进程管理的一个切入点,那就是进程上下文切换,来理解linux内核是如何进程进程上下文切换的,从而揭开上下文切换的神秘面纱。...(注意:本文以linux-5.0内核源码讲解,采用arm64架构) 1.进程上下文的概念 进程上下文是进程执行活动全过程的静态描述。...实际上linux内核中,进程上下文包括进程的虚拟地址空间和硬件上下文。...2.上下文切换详细过程 进程上下文切换主要涉及到两部分主要过程:进程地址空间切换和处理器状态切换。地址空间切换主要是针对用户进程而言,而处理器状态切换对应于所有的调度单位。

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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)

)开始依次遍历所有调度器类的pick_next_task函数, 选择最优的那个进程执行 context_switch完成进程上下文切换 context_switch完成进程上下文切换进程的抢占或者切换工作是由...LINUX完全注释中的一段话 当一个进程在执行时,CPU的所有寄存器中的值、进程的状态以及堆栈中的内容被称 为该进程的上下文。...上下文切换(有时也称做进程切换或任务切换)是指CPU从一个进程或线程切换到另一个进程或线程 稍微详细描述一下,上下文切换可以认为是内核(操作系统的核心)在 CPU 上对于进程(包括线程)进行以下的活动:...Linux相比与其他操作系统(包括其他类 Unix 系统)有很多的优点,其中有一项就是,其上下文切换和模式切换的时间消耗非常少. 3 context_switch进程上下文切换 linux进程调度时,...另外需要注意, 内核线程没有自身的用户空间上下文, 其task_struct->mm为NULL, 参见Linux内核线程kernel thread详解–Linux进程的管理与调度(十), 从当前进程”借来

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查看进程上下文切换pidstat

各个进程之间是共享 CPU 资源的,在不同的时候进程之间需要切换,让不同的进程可以在 CPU 执行,那么这个一个进程切换到另一个进程运行,称为进程上下文切换。...进程是由内核管理和调度的,所以进程的切换只能发生在内核态。 所以,进程上下文切换不仅包含了虚拟内存、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资源。...大家需要注意,进程的上下文开销是很关键的,我们希望它的开销越小越好,这样可以使得进程可以把更多时间花费在执行程序上,而不是耗费在上下文切换。 发生进程上下文切换有哪些场景? 1....进程在系统资源不足(比如内存不足)时,要等到资源满足后才可以运行,这个时候进程也会被挂起,并由系统调度其他进程运行; 3....当进程通过睡眠函数 sleep 这样的方法将自己主动挂起时,自然也会重新调度; 4. 当有优先级更高的进程运行时,为了保证高优先级进程的运行,当前进程会被挂起,由高优先级进程来运行; 5.

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探讨Linux CPU的上下文切换

我们都知道 Linux 是一个多任务操作系统,它支持的任务同时运行的数量远远大于 CPU 的数量。...进程上下文切换 Linux 按照特权级别将进程的运行空间划分为内核空间和用户空间,分别对应下图中 Ring 0 和 Ring 3 的 CPU 特权级别的 。...进程上下文切换 vs 系统调用 那么进程上下文切换和系统调用有什么区别呢?首先,进程是由内核管理的,进程切换只能发生在内核态。...,要想查看每个进程的详细情况,就需要使用pidstat,加上-w,可以查看每个进程上下文切换的情况 /proc/interrupts——/proc实际上是linux的虚拟文件系统用于内核空间和用户空间的通信...高优先级进程导致当前进度挂起 硬件中断,导致当前进程挂起 小结 CPU上下文切换,是保证Linux系统正常工作的核心功能之一,一般情况下不需要我们特别关注。

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linux内核上下文切换解析

linux上下文切换就是进程线程的切换,也就是切换struct task_struct结构体,一个任务的上下文包括cpu的寄存器,内核栈等,由于1个cpu上的所有任务共享一套寄存器,所以在任务挂起的时候需要保存寄存器...所以上下文切换也很简单,直接用call或者jmp指令调度任务。同样ARM架构也有快速上下文切换技术。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。...先看一段linux2.6.18版本还使用O(1)调度算法的schedule函数代码: /* * schedule() is the main scheduler function. */ asmlinkage

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linux通过进程名杀死进程_linux关闭进程命令

笔记:根据一个进程的名字或启动此进程的命令(连续的一部分即可)杀死进程 一、使用单条命令 ps -ef | grep 进程名/启动进程的命令 | grep -v grep | awk ‘{print $2...}’ | xargs kill -9 执行结果: [1]-  已杀死               sleep 200 [2]+  已杀死               sleep 200 二、编写脚本 linux.../bin/bash # 脚本名:kill_process.sh # 脚本功能:强制杀死进程 方式kill -9     # 1通过ps查询进程的id     # 2使用kill -9 强制终止进程...函数功能:根据进程名杀死程序     参数:进程名     返回值:无 !...————————————————————— # 根据进程名查询包含进程名的进程 并排除grep查询进程和此脚本进程 ps -ef | grep “$pName” | grep -v grep | grep

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关于linux中的CPU上下文切换

目录 1.什么是CPU上下文切换 2.CPU上下文切换的类型 3.如何查看系统中的上下文切换 4.案例 5.总结 ---- 读过倪朋飞的《Linux性能优化实战》经常说的 CPU 上下文切换是什么意思?...2.CPU上下文切换的类型 导致CPU进行切换的场景,可以分为: 进程上下文切换 线程上下文切换 中断上下文切换 下面详细进行说明。...2.1 进程上下文切换 2.1.1 系统调用 首先需要说明一下系统调用,严格来讲,系统调用是指单个进程,由用户态切换倒内核态的过程,虽然这只发生在单个进程之内,但是CPU上下文切换是无法避免。...与进程上下文切换的不同在于,中断的上下文切换不需要涉及进程的用户态,可以理解为一种临时的中断过程,因此只需要对进程的虚拟内存、全局变量等用户态资源进行保存和恢复。...非自愿上下文切换:指进程由于时间片已到,被系统强制调度,而发生的上下文切换。如大量进程都争抢CPU,这就很容易导致非自愿的上下文切换

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Linux进程学习【进程状态】

本文将会带着大家认识的各种 进程 状态 ---- 正文 在谈 进程状态 之前,首先要回顾下之前的 进程 相关知识 OS管理的本质是先描述,再组织 OS并非直接管理 进程 ,而是管理 进程 的 PCB(...,即把手机揣进兜里,然后 专心执行走路这个 进程 进程状态 进程 有各种运行状态,方便OS进行管理,在 Windows 中,进程 状态是这样的 而在我们 Linux 中,新建、就绪、运行都可以看作...运行 R 这一个状态,所以比较清晰 而我们今天要学习的正是 Linux 中的 进程 状态 进程是何种状态,取决于此进程的PCB在哪里排队 ️运行 R 首先来看看第一种状态 R 以我们以往的认知来说...父进程,此时 子进程 会被OS领养 子进程 的 父进程 变为 1号进程进程 就变成了一个 孤儿进程 发出指令终止 父进程 假设 子进程 不被 1号进程 领养 子进程 退出时就会无人回收...,成为一只游离的僵尸 僵尸进程 有 内存泄漏 的风险 因此 子进程 会被OS领养 ---- 总结 以上就是关于进程学习【进程状态】的全部内容了,我们简单学习了 进程 的相关状态,知道了何为 阻塞、进程

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深入理解 Linux CPU 上下文切换

我们都知道 Linux 是一个多任务操作系统,它支持的任务同时运行的数量远远大于 CPU 的数量。...进程上下文切换 Linux 按照特权级别将进程的运行空间划分为内核空间和用户空间,分别对应下图中 Ring 0 和 Ring 3 的 CPU 特权级别的 。...进程上下文切换 vs 系统调用 那么进程上下文切换和系统调用有什么区别呢?首先,进程是由内核管理的,进程切换只能发生在内核态。...小结 CPU上下文切换,是保证Linux系统正常工作的核心功能之一,一般情况下不需要我们特别关注。...参考:https://medium.com/geekculture/linux-cpu-context-switch-deep-dive-764bfdae4f01 欢迎加入 高质量后端开发微信读者交流群

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Linux进程学习【进程地址】

,这种行为称为 写时拷贝 刚开始,父子进程共同使用同一块空间 当子进程修改共享值后 ---- 进程地址空间 下面来好好谈谈 进程地址空间 (虚拟地址) ️虚拟地址 在早期程序中,是没有虚拟地址空间的...因为每个进程都有属于自己的空间,OS 在管理进程时,能够以统一的视角进行管理,效率很高 光有 虚拟地址空间 是不够的,还需要一套完整的 ‘‘翻译’’ 机制进行程序寻址,如 Linux 中的 页表 +...后续对这块进行写入操作时,会直接拒绝 对于这种机制感兴趣的同学可以点击下面这几篇文章查看详细内容: Linux的虚拟内存详解(MMU、页表结构) ARM体系架构——MMU 逻辑地址、页表、MMU等...️写时拷贝 Linux 中存在一个很有意思的机制:写时拷贝 这是一种 赌bo 行为,OS 此时就赌你不会对数据进行修改,这样就可以 使多个 进程 在访问同一个数据时,指向同一块空间,当发生改写行为时...(权限设置) 将 进程管理 和 内存管理 进行 解耦,方便 OS 进行更高效的管理 可以让进程以统一的视角看待自己的代码和数据 ---- 总结 以上就是本篇关于 Linux进程学习【进程地址】的全部内容了

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Linux进程调度_linux进程的查看和调度

2、调度器分配的时间也不能太短,每次调度会导致上下文切换,这种切换开销很大。...而调度器的任务就是:1、分配时间给进程 2、上下文切换 所以具体而言,调度器的任务就明确了:用一句话表述就是在恰当的实际,按照合理的调度算法,选择进程,让进程运行到它应该运行的时间,切换两个进程的上下文...一、普通进程Linux 中普通进程依赖称之为 nice 值 的东东来进行进程的优先级描述。nice 值的范围是 [-20, 19]。...—— 小结 实时进程优先级:value 越高,优先级越大 普通进程优先级:nice值越高,普通进程的优先级越小 任何实时进程的优先级 > 普通进程 Linux 调度算法 ---- Linux 中有一个总的调度结构...Linux 调度时机 ---- 一、进程切换 从进程的角度看,CPU是共享资源,由所有的进程按特定的策略轮番使用。

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Linux性能优化篇-了解CPU上下文切换

Linux是一个多用户用任务的操作系统,他支持远远大于cpu的进程数运行,而cpu每次却只能运行一个任务,所以其实这些任务其实并不是在同时运行,整个过程是cpu轮流运行任务,给用户带来的假象。...根据任务的不同,CPU上下文切换可以分几种不同场景: 进程上下文切换 线程上下文切换 中断上下文切换 进程上下文切换 Linux分为内核空间和用户空间: ?...Linux会为每个cpu都维护一个就绪队列,也就是进程状态为R状态的的进程,最理想状态是之前的进程完成,cpu得到释放,下一个进程得到cpu使用,但是实际情况是不同的。...还有我们要如何查看中断突然增大: watch -d cat /proc/interrupts Rescheduling interrupts are the Linux kernel's way to...重新安排中断是Linux内核唤醒空闲CPU核心以在其上安排线程的方法.在SMP系统上,这通常由调度程序完成,以便将负载分散到多个CPU核心 Function call interrupts:: software-interrupts

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Linux】静态进程和动态进程

引言 在Linux环境中,进程的加载方式涉及到静态进程和动态进程两个概念。这两种方式都有各自的优势和劣势,而正确选择加载方式对于应用程序的性能和管理至关重要。...本文将深入探讨静态进程和动态进程的特点、优劣势,并为你提供在不同场景下的选择建议。 1....静态进程适用于不经常更新和部署的应用,以及对独立性和部署简便性要求较高的环境。 2. 动态进程 动态进程是一种加载方式,它在程序运行时依赖外部的共享库(动态链接库)。...相对于静态进程,动态进程的可执行文件较小,因为它只包含程序自身的代码,而共享库的加载则在程序启动时由动态链接器完成。...无论选择静态进程还是动态进程,了解它们的特点以及在不同情况下的适用性,可以帮助开发者更好地优化程序的性能和管理。 结论 静态进程和动态进程各有优劣,选择合适的加载方式取决于项目的具体需求。

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深入理解 Linux CPU的上下文切换

1 我们都知道 Linux 是一个多任务操作系统,它支持的任务同时运行的数量远远大于 CPU 的数量。...进程上下文切换 Linux 按照特权级别将进程的运行空间划分为内核空间和用户空间,分别对应下图中 Ring 0 和 Ring 3 的 CPU 特权级别的 。.../proc/interrupts——/proc实际上是linux的虚拟文件系统用于内核空间和用户空间的通信,/proc/interrupts是这种通信机制的一部分,提供了一个只读的中断使用情况。...硬件中断,导致当前进程挂起。 小结 CPU 上下文切换,是保证 Linux 系统正常工作的核心功能之一,一般情况下不需要我们特别关注。...参考: https://medium.com/geekculture/linux-cpu-context-switch-deep-dive-764bfdae4f01

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Linux 进程总结

进程创建的进程(通常称为子进程),它们和父进程存在隶属关系。子进程又可以创建进程,这样形成一个进程家族。子进程可以继承其父进程几乎所有的资源。 ?...孤儿进程 孤儿字面意思就是没有父母的孩子,那孤儿进程的意思就是没有父进程进程。这种情况是怎么发生的呢?就是父进程先于子进程结束,这时子进程被init进程收养,init的进程号为1。...僵尸进程 当一个子进程终止时,如果它的父进程还在运行,内核会为这个终止的子进程保留一定量的信息。父进程可以根据这些信息知道子进程的情况。直到父进程对其进行了善后处理,子进程才会完全终止。...进程组 每个进程都属于某个进程组。进程组是一个或多个进程的集合。通常它们与同一作业相关联,可以接收来自同一终端的各种信号。每个进程组有一个唯一的进程组ID。...每个进程组都有一个组长进程进程ID等于进程组ID的进程就是组长进程。 ? 会话 会话(session)是一个或多个进程组的集合。

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