Linux上下文切換的原理

嵌入式專(zhuān)欄

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之前給大家分享過(guò)嵌入式編程上下文切換的一種方案，今天給大家分享一下Linux系統(tǒng)中上下文切換的原理。


我們都知道 Linux 是一個(gè)多任務(wù)操作系統(tǒng)，它支持的任務(wù)同時(shí)運(yùn)行的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 CPU 的數(shù)量。當(dāng)然，這些任務(wù)實(shí)際上并不是同時(shí)運(yùn)行的（Single CPU），而是因?yàn)橄到y(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)將 CPU 輪流分配給任務(wù)，造成了多個(gè)任務(wù)同時(shí)運(yùn)行的假象。
CPU 上下文（CPU Context）在每個(gè)任務(wù)運(yùn)行之前，CPU 需要知道在哪里加載和啟動(dòng)任務(wù)。這意味著系統(tǒng)需要提前幫助設(shè)置 CPU 寄存器和程序計(jì)數(shù)器。
CPU 寄存器是內(nèi)置于 CPU 中的小型但速度極快的內(nèi)存。程序計(jì)數(shù)器用于存儲(chǔ) CPU 正在執(zhí)行的或下一條要執(zhí)行指令的位置。
它們都是 CPU 在運(yùn)行任何任務(wù)之前必須依賴的依賴環(huán)境，因此也被稱(chēng)為 “CPU 上下文”。如下圖所示：