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我对 Unix 内核中的模式切换的理解有点困惑。我在这里给出我的理解并将其打开以供讨论/更正。

在从用户模式转换到内核模式时，处理器会在每进程用户堆栈和每进程内核堆栈之间进行切换。然后每个进程的用户堆栈段选择器和堆栈指针存储在内核堆栈中，然后eip指令指针（用户模式下的返回地址）和其他硬件寄存器被压入内核堆栈

当内核必须返回用户模式时，trapret代码会将存储在内核堆栈中的所有值弹出回硬件寄存器。

但是当iret从内核堆栈中弹出 eip 时，应该执行的下一条指令是用户模式下的返回地址。

这发生在没有完全弹出内核堆栈的其他值的情况下。

其余的值 ( %cs, %eflags, %esp, %ss) 如何恢复？

内核堆栈中存在的用户堆栈指针如何弹回 %esp ？

内核模式和 ISR 例程中有哪些重要的注意事项？例如 -

• 运行中断处理程序时是否禁用上下文切换？
• 
  当进程在关键部分内时会发生上下文切换吗？
• 内核模式内的哪些情况值得禁用进一步的中断？

进程切换为什么会发生在页面错误上，其中进程从磁盘获取数据，但在其他中断发生期间不会发生。您如何对可执行路径是否可以中断/重新调度/抢占进行分类？

当进程处于内核模式或处理 ISR 例程时，还需要记住哪些其他事情？

我正在用 C 编写一个小程序，我想测量它的性能。

我想看看它在处理器中运行了多少时间，以及它有多少缓存命中+未命中。关于上下文切换和内存使用的信息也很高兴。

该程序的执行时间不到一秒钟。

我喜欢/proc/[pid]/stat的信息，但是程序死/被杀后不知道怎么看。

有任何想法吗？

编辑：我认为 Valgrind 增加了很多开销。这就是为什么我想要一个简单的工具，比如 /proc/[pid]/stat，它总是在那里。

在相当多的文章中，他们建议使用fistp指令快速转换 float->integer。这取决于 CPU 的当前舍入模式，因此您必须设置它。

但是这种舍入模式可以在程序运行期间被其他程序改变吗？通过操作系统？

更糟糕的是，这是一种可能的情况（伪代码）吗？

我正在编写一个小内核，只是为了稍微了解一下低级的东西。现在，它在 Virtual Box 中启动，我可以在屏幕上显示文本、分配一些内存以及其他非常基本的事情。它是用 C++ 和一点 asm 编写的。

我想探索的一件事是多任务处理背后的机制。据我了解，它是这样的：

1. 内核初始化中断描述符表，以便周期性地（例如毫秒）发出中断并调用内核中定义的例程。
2. 当例程被调用时，它可以决定将代码/数据段和堆栈指针设置为另一个程序的上下文，即“上下文切换”。

所以，它在概念上似乎很简单，但我知道细节会变得更加复杂。我在网上找到了一些东西，但术语变化很大，而且这些例子似乎来自我没有的上下文（比如来自 Linux 内核）。

但是，设置描述符表的方式似乎是这样的：

1. 将一些数据发送到 PIC（outb以及其他）以对其进行初始化。
2. 在内存中准备一个中断表，其中包含指向所需例程的函数指针，注意这些函数能够成为信号处理程序。
3. 用 加载表lidt。

但是，我找不到太多关于专门做这些事情的信息，或者这是否正确。有没有人有困惑的内核编写者的资源？

在我读过的几个地方，

每个线程都有自己的一组 CPU 寄存器和自己的堆栈

在这里，我可以理解堆栈，它是一种数据结构。但是线程如何拥有自己的 CPU 寄存器。它们的数量是固定的，并且系统中正在运行的线程数量是无限的。

问候

我想更改 Linux 内核，以便每次当前 PID 更改时 - 即，切换一个新进程 - 执行一些诊断代码（如果好奇，下面会详细解释）。我做了一些挖掘，似乎每次调度程序选择一个新进程时，context_switch()都会调用该函数，这是有道理的（这只是粗略分析sched.c/schedule()）。

问题是，Linux 调度程序现在对我来说基本上是黑魔法，所以我想知道这个假设是否正确。是否保证每次选择一个新进程以在 CPU 上获得一些时间时，都会调用 context_switch() 函数？或者内核源代码中是否有其他地方可以在其他情况下处理调度？（或者我完全误解了这一切？）

为了提供一些背景信息，我正在使用 MARSS x86 模拟器尝试对某些程序进行一些检测和测量。问题是我的仪器需要知道某些代码事件对应于哪个执行过程，以避免误解数据。这个想法是使用 MARSS 中的一些内置消息传递系统在每次上下文切换时传递新进程的 PID，因此它始终知道当前正在执行的 PID。如果有人能想到一种更简单的方法来实现这一点，那也将不胜感激。

我在中等数据模型中使用带有 FreeRTOS 7 的 MSP430F5418。

我想在 FreeRTOS 上下文切换上保存 MSP CRC 寄存器。我像这样编辑了porttext.s43。

在保存上下文宏中，将 15 个寄存器压入堆栈后，我压入 CRC 寄存器。（CRCDI是要保存的MSP寄存器）

在恢复上下文宏中，我在弹出 15 个寄存器之前弹出了 CRC。

它应该可以工作，但事实并非如此。程序控制将不知道位置。

有人有什么想法吗？

我的意思是如果线程的量子时间是 20 毫秒，那么 20 的一些时间（15 毫秒）用于上下文切换，而其他时间（5 毫秒）用于执行？

当我这样做时$(time sleep 1)，我得到了：

我不确定为什么sys时间是 0，所以nanosleep是从用户空间调用的？

另外，实时是否等于上下文切换时间+实际睡眠时间（1s）？