Posted on 2012-10-22 20:40
鑫龍 閱讀(315)
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linux內(nèi)核
進(jìn)程上下文和中斷上下文是操作系統(tǒng)中很重要的兩個(gè)概念，這兩個(gè)概念在操作系統(tǒng)課程中不斷被提及，是最經(jīng)常接觸、看上去很懂但又說不清楚到底怎么回事。造成這種局面的原因，可能是原來接觸到的操作系統(tǒng)課程的教學(xué)總停留在一種淺層次的理論層面上，沒有深入去研究。
處理器總處于以下狀態(tài)中的一種：
１、內(nèi)核態(tài)，運(yùn)行于進(jìn)程上下文，內(nèi)核代表進(jìn)程運(yùn)行于內(nèi)核空間；
２、內(nèi)核態(tài)，運(yùn)行于中斷上下文，內(nèi)核代表硬件運(yùn)行于內(nèi)核空間；
３、用戶態(tài)，運(yùn)行于用戶空間。
用戶空間的應(yīng)用程序，通過系統(tǒng)調(diào)用，進(jìn)入內(nèi)核空間。這個(gè)時(shí)候用戶空間的進(jìn)程要傳遞很多變量、參數(shù)的值給內(nèi)核，內(nèi)核態(tài)運(yùn)行的時(shí)候也要保存用戶進(jìn)程的一些寄存器值、變量等。所謂的“進(jìn)程上下文”，可以看作是用戶進(jìn)程傳遞給內(nèi)核的這些參數(shù)以及內(nèi)核要保存的那一整套的變量和寄存器值和當(dāng)時(shí)的環(huán)境等。
硬件通過觸發(fā)信號(hào)，導(dǎo)致內(nèi)核調(diào)用中斷處理程序，進(jìn)入內(nèi)核空間。這個(gè)過程中，硬件的一些變量和參數(shù)也要傳遞給內(nèi)核，內(nèi)核通過這些參數(shù)進(jìn)行中斷處理。所謂的“中斷上下文”，其實(shí)也可以看作就是硬件傳遞過來的這些參數(shù)和內(nèi)核需要保存的一些其他環(huán)境（主要是當(dāng)前被打斷執(zhí)行的進(jìn)程環(huán)境）。
關(guān)于進(jìn)程上下文LINUX完全注釋中的一段話：
當(dāng)一個(gè)進(jìn)程在執(zhí)行時(shí),CPU的所有寄存器中的值、進(jìn)程的狀態(tài)以及堆棧中的內(nèi)容被稱為該進(jìn)程的上下文。當(dāng)內(nèi)核需要切換到另一個(gè)進(jìn)程時(shí)，它需要保存當(dāng)前進(jìn)程的所有狀態(tài)，即保存當(dāng)前進(jìn)程的上下文，以便在再次執(zhí)行該進(jìn)程時(shí)，能夠必得到切換時(shí)的狀態(tài)執(zhí)行下去。在LINUX中，當(dāng)前進(jìn)程上下文均保存在進(jìn)程的任務(wù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。在發(fā)生中斷時(shí),內(nèi)核就在被中斷進(jìn)程的上下文中，在內(nèi)核態(tài)下執(zhí)行中斷服務(wù)例程。但同時(shí)會(huì)保留所有需要用到的資源，以便中斷服務(wù)結(jié)束時(shí)能恢復(fù)被中斷進(jìn)程的執(zhí)行。