linux进程－进程切换

 

今天仍在进程的总体概念上学习，又学到了一些关于任务切换的东西，下面作一下总结：

一、I386体系cpu任务切换机制

   I386体系从硬件上支持任务间的切换。为此目的，增设了一种新段：任务状态段（TSS），首先它和数据段、代码段一样也是一种段，其次它记录了任务的状态信息，也就是与程序运行相关的各个寄存器的值，任务切换的时候，cpu会自动将原寄存器的内容写出到当前任务的tss中，同时将新任务的tss的内容填到寄存器中，cpu就有了新任务运行的各个环境，这样就实现了任务的切换。那么cpu是怎么找到tss的呢？是通过TR寄存器，它的内容是一个选择符，指向GDT中对应进程的TSS描述符，TSS描述符又指向进程控制块中的任务状态段TSS。

二、进程切换的时机

处理器在可以使用下面四种方式之一进行任务的切换。

1）当前任务对GDT或者LDT中的TSS描述符执行JMP或者CALL指令操作

2）当前任务对GDT或者LDT中的任务门描述符执行JMP或者CALL指令操作

3）中断或异常向量指向IDT表中的任务门描述符

4）当EFLAGS中的NT为1时，当前任务执行IRET指令。

三、LINUX任务切换机制

   任务状态段在LINUX中存储在进程控制块task_struct中：tss，具体内容见sched.h。

   具体的切换操作是通过switch_to这个宏实现的，它利用长跳指令，当长跳指令的操作数是TSS描述符的时候，就会引起CPU的任务的切换，此时，cpu将所有寄存器的状态保存到当前任务寄存器TR所间接指向的TSS段（当前任务的任务状态段）中，然后利用长跳指令的操作数（TSS描述符）找到新任务的TSS段，并将其中的内容填写到各个寄存器中，最后，将新任务的TSS选择符更新到TR中。这样系统就正式开始运行新切换的任务了。

   上面是0.11核心中任务切换的实现机制，在2.4核以后，系统中只有一个TSS，TR在初始化设置后就不改变了，CPU的寄存器信息不再依靠TSS保存了，各个进程的运行环境保存在各自的系统空间堆栈中。