Linux进程上下文切换：理解特权模式和进程切换

Linux进程上下文切换：理解特权模式和进程切换

在Linux中，进程的运行空间被划分为内核空间和用户空间，而从用户态向内核态转换需要进行系统调用。这一过程中发生了两次CPU上下文切换：

00001. 

保存用户态：将CPU寄存器中的用户态指令位置保存起来，并将CPU寄存器更新为内核态指令的位置，以便跳转到内核态执行内核任务。

00002. 

00003. 

切换回用户态：系统调用结束后，恢复之前保存的用户态数据到CPU寄存器，并切换回用户空间继续执行。

00004. 

系统调用过程中并不涉及虚拟内存等进程的用户态资源，也不会切换进程，因此通常被称为特权模式切换。

与系统调用不同，进程上下文切换发生在内核态，由内核进行管理和调度。在切换上下文之前，需要保存当前进程的内核状态和CPU寄存器，并保存进程的虚拟内存和栈。切换到新进程时，需要恢复其内核态和刷新进程的虚拟内存和用户栈。

进程上下文切换只在进程调度到CPU上运行时发生，主要场景包括：CPU时间片轮转分配、系统资源不足导致进程挂起、进程主动挂起通过sleep函数、高优先级进程抢占时间片以及硬件中断时CPU执行内核中的中断服务。