摘要:,,本文介绍了Linux进程切换的详细过程。Linux作为开源操作系统,其进程管理是关键部分之一。进程切换是操作系统管理进程的重要机制,涉及到任务调度和资源分配。本文详细阐述了Linux进程切换的过程,包括保存当前进程状态、更新进程管理相关数据结构、选择下一个要执行的进程等步骤。对于理解Linux系统运作机制及优化系统性能具有重要意义。
在Linux操作系统中,进程切换是一种核心机制,用于管理系统的资源分配和并发执行,这一机制确保了各个进程能够有序、高效地进行执行,当CPU需要在多个进程间切换时,进程切换操作便显得尤为重要,进程切换具体涉及哪些内容呢?
一、什么是进程切换?
进程切换是操作系统在多道程序环境下实现并发执行的关键技术之一,当CPU需要在多个进程之间分配资源和执行时,就需要进行进程切换,这一过程包括保存当前进程的状态、更新进程管理表、加载新的进程上下文等步骤。
二、局部变量的返回
在C语言中,函数体内创建的变量被称为局部变量,当函数设置并调用存在返回值的函数时,栈临时变量如何返回给外部呢?这归功于计算机内部的寄存器,如eax、ebx、ecx等,在进程创建和fork原理中,return的本质就是写入,当栈临时变量返回时,数据被保存在寄存器中,出了函数体后数据仍然被保留,从而实现了局部变量的返回。
三、eip寄存器的功能
我们的程序如何知道当前的代码运行到哪里并进行函数间的跳转?这得益于CPU中的eip(程序计数器)/pc指针,它记录并保存当前代码的下一行代码的地址,确保程序依次向后执行,进程运行时产生的数据会保存在寄存器中,当进行进程切换时,每个进程在CPU寄存器中形成自己的硬件上下文,切换时,将当前进程的上下文数据保存在其PCB中;恢复时,从PCB中加载上下文数据到寄存器,完成进程上下文数据的切换。
四、进程上下文数据的切换
保存上下文数据是为了恢复进程的执行状态,在进程切出时,将上下文数据保存在PCB中;切入时,从PCB加载上下文数据到寄存器,简单说,就是保存寄存器的内容到内存。
五、关于切出后的数据清空问题
在进程上下文数据切出时,不需要清空寄存器的内容,因为数据可以覆盖保存,当当前进程被剥离时,只需将寄存器内容保存到其PCB中,新进程调度时,只需将eip寄存器指向新进程,从头开始执行,新进程若之前被调度过并已被剥离,再次调度时只需从PCB中加载之前的上下文数据到寄存器即可。
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