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linux内核上下文切换解析

linux的上下文切换就是进程线程的切换，也就是切换struct task_struct结构体，一个任务的上下文包括cpu的寄存器，内核栈等，由于1个cpu上的所有任务共享一套寄存器，所以在任务挂起的时候需要保存寄存器...所以上下文切换也很简单，直接用call或者jmp指令调度任务。同样ARM架构也有快速上下文切换技术。但是Linux为了适用更多的cpu架构没使用处理器相关的上下文切换技术，而是大部分通过软件实现。...linux上下文切换就在schedule（）函数里，很多地方都会调用这个函数。...//如果当前进程是内核线程，则将activemm置为null if (unlikely(!...*/ switch_to(prev, next, prev); return prev; } context_switch首先切换进程的地址空间，这里面会对内核线程和普通进程线程做区别对待，在将要运行的进程是内核线程时

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    深入理解Linux内核之内核线程（下）

    虽然讲解完了内核线程的创建过程，但是似乎又少点什么，那么下面我们来看两个细节：内核线程执行处理函数和内核线程上下文切换细节： 7.内核线程执行处理函数细节 内核线程执行到处理函数要从fork说起： 7.1...7.2 使用调度上下文 当内核线程被唤醒，在合适的时机被调度时，会执行如下内核路径： __schedule //kernel/sched/core.c ->context_switch ->switch_to...8.内核线程上下文切换细节 现在来说下内核线程进行上下文切换时的技术细节： 8.1 关于mm_struct的借用 我们知道内核线程比较特殊没有用户地址空间的概念，共享内核地址空间，而mm_struct结构专门用来描述用户地址空间的...用例1：linux系统中，当内存不足时，会唤醒kswapd内核线程来进行异步内存回收，下面我们来看他的创建过程： mm/vmscan.c kswapd_init ->for_each_node_state...内核模块代码：kthread_demo.c #include #include #include #include

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    Linux有内核级线程吗

    线程通常被定义为一个进程中代码的不同执行路线。从实现方式上划分，线程有两种类型：“用户级线程”和“内核级线程”。...用户线程指不需要内核支持而在用户程序中实现的线程，其不依赖于操作系统核心，应用进程利用线程库提供创建、同步、调度和管理线程的函数来控制用户线程。...这种线程甚至在象 DOS 这样的操作系统中也可实现，但线程的调度需要用户程序完成，这有些类似 Windows 3.x 的协作式多任务。另外一种则需要内核的参与，由内核完成线程的调度。...而内核线程则没有各个限制，有利于发挥多处理器的并发优势，但却占用了更多的系统开支。...Windows NT和OS/2支持内核线程。Linux 支持内核级的多线程。

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    深入理解Linux内核之内核线程（上）

    1.开场白 环境： 处理器架构：arm64 内核源码：linux-5.11 ubuntu版本：20.04.1 代码阅读工具：vim+ctags+cscope 在linux系统中， 我们接触最多的莫过于用户空间的任务...，像用户线程或用户进程，因为他们太活跃了，也太耀眼了以至于我们感受不到内核线程的存在，但是内核线程却在背后默默地付出着，如内存回收，脏页回写，处理大量的软中断等，如果没有内核线程那么linux世界是那么的可怕...2.kthreadd的诞生 盘古开天辟地，我们知道linux所有任务的祖先是0号进程，然后0号进程创建了天字第一号的1号init进程，init进程是所有用户任务的祖先，而内核线程同样也有自己的祖先那就是...ok, 分析到这里idle就创建好了kthreadd内核线程，通过wake_up_new_task唤醒kthreadd运行：当它唤醒被调度后，就会恢复调度上下文，就是上面说的 p->thread.cpu_context...注：执行kthread函数处于新创建的内核线程上下文！

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    【Linux 内核】进程管理 ( 内核线程概念 | 内核线程、普通进程、用户线程 | 内核线程与普通进程区别 | 内核线程主要用途 | 内核线程创建函数 kernel_thread 源码 )

    文章目录 一、内核线程概念 二、内核线程、普通进程、用户线程 三、内核线程、普通进程区别 四、内核线程主要用途 五、内核线程创建函数 kernel_thread 源码 一、内核线程概念 ---- 直接...由 Linux 内核 启动的线程 , 被称为 " 内核线程 " ; " 内核线程 " 是一种 特殊进程 , 独立运行在 " 内核空间 " , 其将 " 内核函数 " 委托给 独立进程 , 该 " 独立进程..." 与 其它进程 ( 包括 普通进程 , 内核自身 , 用户级线程 ) 并行执行 ; " 内核线程 " 也称为 " 守护进程 " ; 二、内核线程、普通进程、用户线程 ---- 在 【Linux 内核...】进程管理 ( 进程特殊形式 | 内核线程 | 用户线程 | C 标准库与 Linux 内核中进程相关概念 | Linux 查看进程命令及输出字段解析 ) 一、进程特殊形式 ( 内核线程 | 用户线程...-5.6.18\include\linux\sched.h 四、内核线程主要用途 ---- 内核线程主要用途 : 内存同步 : 周期性执行如下同步操作 , 同步 " 修改的内存页 " 与 " 页来源块设备

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    Java线程与Linux内核线程的映射关系

    Java线程与Linux内核线程的映射关系Linux从内核2.6开始使用NPTL （Native POSIX Thread Library）支持，但这时线程本质上还轻量级进程。...Java里的线程是由JVM来管理的，它如何对应到操作系统的线程是由JVM的实现来确定的。Linux 2.6上的HotSpot使用了NPTL机制，JVM线程跟内核轻量级进程有一一对应的关系。...线程的调度完全交给了操作系统内核，当然jvm还保留一些策略足以影响到其内部的线程调度，举个例子，在linux下，只要一个Thread.run就会调用一个fork产生一个线程。...Java线程在Windows及Linux平台上的实现方式，现在看来，是内核线程的实现方式。...看图： Java线程与Linux内核线程的映射关系 （说明：KLT即内核线程Kernel Thread，是“内核分身”。

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    深入理解Linux内核进程上下文切换

    作者简介 韩传华，就职于南京大鱼半导体有限公司，主要从事linux相关系统软件开发工作，负责Soc芯片BringUp及系统软件开发，乐于分享喜欢学习，喜欢专研Linux内核源代码。...本文主要关注进程管理的一个切入点，那就是进程的上下文切换，来理解linux内核是如何进程进程上下文切换的，从而揭开上下文切换的神秘面纱。...（注意：本文以linux-5.0内核源码讲解，采用arm64架构） １．进程上下文的概念 进程上下文是进程执行活动全过程的静态描述。...实际上linux内核中，进程上下文包括进程的虚拟地址空间和硬件上下文。...->同一个线程组中的线程之间切换不需要切换地址空间，因为他们共享相同的地址空间。 -> 内核线程在上下文切换的时候不需要切换地址空间，仅仅是借用上一个进程mm_struct结构。

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    Java线程与内核线程

    本篇文章探究下Java线程与内核线程的关系. 在Java中,一个Java的线程对应一个内核的线程,实际的业务代码是由内核线程来执行的,而Java线程只是一个傀儡....在Thread-A线程结束之后,对应的有个内核线程707也消失了,那么这个内核线程707是不是就是对应Java的Thread-A线程呢?...我们是使用strace -ff -o out java Example命令运行的程序,因此它会打印系统调用相关的信息. 707内核线程打印了Thread-A, 也就是说,内核线程707对应Java的...同时当Java线程的run方法执行完成之后, 线程就调用exit退出了. 这里也就解释了Java线程退出之后,内核线程也会退出的原因了....中的线程状态,以及内核的线程状态,都是不完全一样的.

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    【Linux 内核】进程管理 ( 进程特殊形式 | 内核线程 | 用户线程 | C 标准库与 Linux 内核中进程相关概念 | Linux 查看进程命令及输出字段解析 )

    文章目录 一、进程特殊形式 ( 内核线程 | 用户线程 ) 二、C 标准库与 Linux 内核中进程相关概念 三、Linux 查看进程命令及输出字段解析 一、进程特殊形式 ( 内核线程 | 用户线程 )...种 特殊形式 : 内核级线程 : 只有 内核虚拟地址空间 , 没有 用户虚拟地址空间 的进程 , 称为 内核线程 ; 用户级线程 : 共享 用户虚拟地址空间 的进程 , 称为 用户线程 ; 线程 : 用户线程...又称为 线程 ; 线程组 : 共享 相同 用户虚拟地址空间 的线程 , 组成了一个 线程组 , 二、C 标准库与 Linux 内核中进程相关概念 ---- C 语言中 标准库 提供的 进程 , 与 Linux...内核 中的 进程 这两个概念是不同的 ; C 标准库 中的 包含多个线程 的进程 , 在 Linux 内核中 称为 " 线程组 " ; C 标准库 中的 只有一个线程 的进程 , 在 Linux 内核中...称为 " 任务 / 进程 " ; C 标准库 中的 线程 , 在 Linux 内核中 称为 " 共享 用户虚拟地址空间 的 进程 " 三、Linux 查看进程命令及输出字段解析 ---- 在 Ubuntu

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    【Linux 内核】Linux 内核源码结构 ( 下载 Linux 内核源码 | 使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 )

    文章目录 一、下载 Linux 内核源码 二、使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 一、下载 Linux 内核源码 ---- 参考 【Linux 内核】编译 Linux 内核 ① ( 下载指定版本的...Linux 内核源码 | Linux 内核版本号含义 | 主版本号 | 次版本号 | 小版本号 | 稳定版本 ) 博客 , 下载 Linux 5.6.18 版本的内核源码 ; 5.x 内核源码下载地址...: https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/ Linux 内核 5.6.18 版本 : https://mirrors.edge.kernel.org...参考 【错误记录】解压 Linux 内核报错 ( Can not create symbolic link : 客户端没有所需的特权 | Windows 中配置 7z 命令行执行解压操作 ) 博客 ;...不同版本的 Linux 内核 区别 : 系统调用 : 其系统调用是相同的 , 新的版本可能会增加新的系统调用 ; 设备文件 : 各内核版本的设备文件都是相同的 , 但是 内部接口 可能不同 ; 二、使用

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    【Linux 内核】Linux 内核源码结构 ( 下载 Linux 内核源码 | 使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 )

    文章目录 一、下载 Linux 内核源码 二、使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 一、下载 Linux 内核源码 ---- 参考 【Linux 内核】编译 Linux 内核 ① ( 下载指定版本的...Linux 内核源码 | Linux 内核版本号含义 | 主版本号 | 次版本号 | 小版本号 | 稳定版本 ) 博客 , 下载 Linux 5.6.18 版本的内核源码 ; 5.x 内核源码下载地址...: https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/ Linux 内核 5.6.18 版本 : https://mirrors.edge.kernel.org...不同版本的 Linux 内核 区别 : 系统调用 : 其系统调用是相同的 , 新的版本可能会增加新的系统调用 ; 设备文件 : 各内核版本的设备文件都是相同的 , 但是 内部接口 可能不同 ; 二、使用...按钮 , 此时就可以在 VSCode 中阅读 Linux 内核源码 ;

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    混乱的Linux内核实时线程优先级

    背景 Linux会把进程分为普通进程和实时进程，普通进程采用CFS之类调度算法，而实时进程则是采用SCHED_FIFO或SCHED_RR。...内核线程的优先级 Linux内核会将大量（并且在不断增加中）工作放置在内核线程中，这些线程是在内核地址空间中运行的特殊进程。...大多数内核线程运行在SCHED_NORMAL类中，必须与普通用户空间进程争夺CPU时间。但是有一些内核线程它的开发者们认为它们非常特殊，应该比用户空间进程要有更高优先级。...因此也会把这些内核线程放到SCHED_FIFO中去。 那么问题来了，某个内核线程的实时优先级到底该设为多少呢？...最近大神Peter Zijlstra又看到有内核开发者随便给内核线程设置优先级，终于看不下去了， 指责这种把内核线程放入SCHED_FIFO的做法毫无意义： "the kernel has no clue

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    Linux内核线程kernel thread详解--Linux进程的管理与调度（十）

    内核线程 为什么需要内核线程 Linux内核可以看作一个服务进程(管理软硬件资源，响应用户进程的种种合理以及不合理的请求)。 内核需要多个执行流并行，为了防止可能的阻塞，支持多线程是必要的。...每当内核执行上下文切换时, 虚拟地址空间的用户层部分都会切换, 以便当前运行的进程匹配, 而内核空间不会进行切换。...和kthread_run, 同时将内核线程的创建操作延后, 交给一个工作队列workqueue, 参见http://lxr.linux.no/linux+v2.6.13/kernel/kthread.c...#L21 Linux中的workqueue机制就是为了简化内核线程的创建。...工作队列（workqueue）是另外一种将工作推后执行的形式.工作队列可以把工作推后，交由一个内核线程去执行，也就是说，这个下半部分可以在进程上下文中执行。

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    线程上下文切换

    文章目录 前言 上下文切换 上下文切换会消耗资源吗？ 如何减少上下文切换导致额外的开销 前言 曾经有一份丰厚的报酬摆在我面前，我没有珍惜。直到失去之后我才意识到，我可以会写线程上下文切换。...我们具体看一下切换过程： 1、挂起当前任务（线程/进程），将这个任务在 CPU 中的状态（上下文）存储于内存中的某处 2、恢复一个任务（线程/进程），在内存中检索下一个任务的上下文并将其在 CPU 的寄存器中恢复...是因为线程上下文切换导致额外的开销。...在Linux系统下可以使用vmstat命令来查看上下文切换的次数（上一篇讲过这个） ---- 如何减少上下文切换导致额外的开销 减少上下文切换次数便可以提高多线程的运行效率。...减少上下文切换的方法有无锁并发编程、CAS算法、避免创建过多的线程和使用协程。 1、无锁并发编程：当任何特定的运算被阻塞的时候，所有CPU可以继续处理其他的运算。

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    PSKP - 进程上下文特定内核补丁

    核心 ---- 首先，我想明确一点：内核被映射到所有上下文（所有进程）中。在 64 位窗口上，每个 PML4 的上半部分都被委派给内核（尽管这不是强制的）。...分页表这个看似微不足道的事实是我的进程特定内核补丁理论的基础。通过重建特定内核地址的分页表，可以在内核与其进程中的内核映射之间产生差异。...每次发生 KeStackAttachProcess 时都会出现问题，特别是在 MmCopyVirtualMemory 周围，因为分配了一个池，然后发生了上下文切换。...这样做会导致错误检查，因为地址在一个上下文中有效，但在另一个上下文中无效。...此类补丁仅在您当前的上下文中可见，因此如果从另一个上下文调用 ExEnumHandleTable 仍将显示 PROCESS_QUERY_INFORMATION。

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    linux内核编程_linux内核是什么

    内核——操作系统的内在核心 设备驱动程序 启动引导程序 命令行shell 其他种类的用户界面—-操作系统的外在表象 基本的文件管理工具和系统工具 Linux内核的组成 Linux内核源代码目录结构是什么...调用函数int kernel_thread(int (*fn)(void *), void * arg, unsigned long flags);启动内核线程。 内存管理的主要作用是什么？...Makefile：分布在Linux 内核源代码中的Makefile，定义Linux 内核的编译规则。 配置文件（Kconfig）：给用户提供配置选择的功能。...记录哪些部分被编译入内核、哪些部分被编译为内核模块。 在Linux 内核中增加程序需要完成哪些工作？ 将编写的源代码复制到Linux 内核源代码的相应目录。...次引导加载程序加载Linux内核和可选的初始RAM 磁盘，将控制权交给Linux内核源代码。 运行被加载的内核，并启动用户空间应用程序。

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    【Linux 内核】线程调度示例一 ① ( 获取线程调度策略 | 断言 assert | 代码示例 )

    文章目录 一、获取线程调度策略 二、断言 assert 三、获取线程调度策略 代码示例 一、获取线程调度策略 ---- 获取线程调度策略 核心函数 是 pthread_attr_getschedpolicy...函数 ; 获取线程 " 调度策略 " 函数 : int pthread_attr_getschedpolicy(pthread_attr_t *attr, int *policy); 获取的调度策略通过...int *policy 参数返回 ; 如果函数执行成功 , 返回 0 ; 如果函数执行失败 , 返回错误代码 : EINVALEINVAL : pthread_attr_t *attr 线程未初始化...代码示例 ---- 获取线程调度策略 源码 : /** * @brief 获取线程调度策略 * * @return int */ static int get_thread_policy(...pthread_attr_t *p_attr){ // 用于接收调度策略返回值 int policy; // 获取线程的调度策略, 如 SCHED_FIFO, SCHED_RR

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