Linux内核——系统运行过程

系统一般执行过程

1. 正运行在用户态的X进程
2. X进程发生中断（可能产生了系统调用、异常等）
   • 保存CS：EIP、SS：ESP、eflags寄存器到X进程内核堆栈
   • 加载CS：EIP到中断处理函数入口，加载SS：ESP到X进程内核堆栈
   • 以上两点是int 0x80系统指令完成的
3. 中断处理函数中一段汇编指令SAVE_ALL，将X进程用户态硬件上下文信息全部保存起来到内核堆栈，此时进程X运行在内核态
4. 当系统调用函数执行完成，在中断返回之前中断处理函数会固定调用schedule()函数，使用switch_to()函数进行进程上下文的切换，此时CS：EIP寄存器切换至Y进程的指令地址(next->thread.ip，即:1f，在之前的文章进程切换中有说明)
5. 切换至Y进程的内核态中，由于此前进程Y被调度出去，保持了1f地址到(prev->thread.ip)，那么Y进程从这里开始执行，恢复内核堆栈信息，其中内核堆栈保存了函数调用过程，继续执行schedule()函数调用后的代码，RESOTRE_ALL() 和 iret（对于上面第2、3点），iret后将Y的CS：EIP、SS：ESP等硬件上下文都恢复到用户态之后继续执行用户态代码段代码。

进程中断 和 进程上下文切换区别

进程中断

进程中断是某一个进程的CPU硬件上下文的切换，将CS：EIP、SS：ESP等寄存器切换到内核函数地址和内核堆栈地址等，从此至终（从用户态->内核态->用户态，若没有发生进程调度）都是同一个进程在运行，即PCB进程控制块在内核中等同一个，只是部分CPU硬件上下文有变化

进程上下文切换

进程上下文切换是两个进程之间等切换，它包括内存寄存器等切换（CR3），两个进程等内核堆栈、EIP寄存器等切换等等。内核进程控制块由prev切换到next（由于内核ESP寄存器切换，get_current_thread 函数返回的就是next进程的进程控制块信息）