Uma mudança de contexto ocorre quando uma interrupção é disparada?

Question

O espaço de endereço virtual de um processo contém 1 GB de espaço no kernel:

Agora, presumo que esse 1 GB de espaço no kernel aponta para dados e códigos relacionados ao kernel (incluindo a Tabela de Descritores de Interrupções (IDT)).

Agora vamos dizer que algum processo está sendo executado pela CPU, e este processo fez uma chamada de sistema (disparou a interrupção 0x80 (int 0x80 )). O que acontecerá é que a CPU irá para o IDT e executará o manipulador de interrupção associado ao número de interrupção 0x80 .

Agora a CPU permanecerá no processo atual e executará o manipulador de interrupções no espaço do kernel do processo atual (assim, não ocorrerá mudança de contexto)?

    

Answer 1

O int 0x80 assume i386; outras arquiteturas podem usar outras coisas por exemplo syscall em amd64 . Se a comutação de contexto acontece toda vez que uma chamada de sistema é feita, isso deve ser prontamente visível se nós rodarmos um programa que gera números estupidamente grandes de chamadas de sistema. Felizmente, tenho apenas esse programa disponível.

bits 64

section .text

global _start

_start: mov r9,9551615
        mov rax,1       ; sys_write
        mov rdi,1       ; stdout
        mov rsi,letter
        mov rdx,1       ; length

_again: syscall
        dec r9
        jnz _again

        mov rax,60      ; sys_exit
        mov rdi,0       ; exit code
        syscall

section .data
letter: db "a"

Quando compilamos isso em um sistema Linux de 64 bits e o executamos em perf , observamos

$ nasm -f elf64 -g -F dwarf -o max.o max.asm
$ ld -o max max.o
$ sudo perf stat ./max > /dev/null 2> perf.log
$ grep context perf.log
                88      context-switches          #    0.051 K/sec                  

$ 

apenas 88 switches de contexto para esse processo; se houvesse uma mudança de contexto toda vez que o kernel estivesse no contexto do processo, deveríamos ter visto algum lugar mais próximo das chaves de contexto 9551615.

Agora! Se você quiser ver o sistema se debatendo com as opções de contexto, execute as etapas acima em strace

$ strace -c ./max
...

E em outra janela temos vmstat 1 em execução ...

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 0  0    896 333928   2132 3124628    0    0     0     0   74   98  0  0 100  0  0
 0  0    896 333896   2132 3124628    0    0     0     0   89  103  0  0 100  0  0
 0  0    896 333896   2132 3124628    0    0     0     0   65   85  0  0 100  0  0
 0  0    896 333896   2132 3124628    0    0     0     0   67   83  0  0 100  0  0
 2  0    896 333756   2132 3124628    0    0     0     0 21460 529902 10 29 61  0  0
 3  0    896 333832   2132 3124628    0    0     0     0 23690 652506 13 32 55  0  0
 1  0    896 333832   2132 3124628    0    0     0     0 27574 673152 11 33 55  0  0
 0  0    896 333768   2132 3124628    0    0     0     0 24351 650723 11 30 59  0  0

Parece bastante evidente quando strace e max (e outros softwares, se você esqueceu de /dev/null da saída) começarem a ser alternados entre.