進程上下文和中斷上下文

 進程上下文和中斷上下文是操作系統中很重要的兩個概念，這兩個概念在操作系統課程中不斷被提及，是最經常接觸、看上去很懂但又說不清楚到底怎麼回事。造成這種局面的原因，可能是原來接觸到的操作系統課程的教學總停留在一種淺層次的理論層面上，沒有深入去研究。

 

處理器總處於以下狀態中的一種：
１、內核態，運行於進程上下文，內核代表進程運行於內核空間；
２、內核態，運行於中斷上下文，內核代表硬件運行於內核空間；
３、用戶態，運行於用戶空間。

  用戶空間的應用程序，通過系統調用，進入內核空間。這個時候用戶空間的進程要傳遞很多變量、參數的值給內核，內核態運行的時候也要保存用戶進程的一些寄存器值、變量等。所謂的“進程上下文”，可以看作是用戶進程傳遞給內核的這些參數以及內核要保存的那一整套的變量和寄存器值和當時的環境等。

  硬件通過觸發信號，導致內核調用中斷處理程序，進入內核空間。這個過程中，硬件的一些變量和參數也要傳遞給內核，內核通過這些參數進行中斷處理。所謂的“中斷上下文”，其實也可以看作就是硬件傳遞過來的這些參數和內核需要保存的一些其他環境（主要是當前被打斷執行的進程環境）。

 

LINUX完全註釋中的一段話：

  當一個進程在執行時,CPU的所有寄存器中的值、進程的狀態以及堆棧中的內容被稱爲該進程的上下文。當內核需要切換到另一個進程時，它需要保存當前進程的所有狀態，即保存當前進程的上下文，以便在再次執行該進程時，能夠必得到切換時的狀態執行下去。在LINUX中，當前進程上下文均保存在進程的任務數據結構中。在發生中斷時,內核就在被中斷進程的上下文中，在內核態下執行中斷服務例程。但同時會保留所有需要用到的資源，以便中繼服務結束時能恢復被中斷進程的執行。

 

上下文context： 上下文簡單說來就是一個環境，相對於進程而言，就是進程執行時的環境。具體來說就是各

個變量和數據，包括所有的寄存器變量、進程打開的文件、內存信息等。

    一個進程的上下文可以分爲三個部分:用戶級上下文、寄存器上下文以及系統級上下文。

    用戶級上下文: 正文、數據、用戶堆棧以及共享存儲區；

    寄存器上下文: 通用寄存器、程序寄存器(IP)、處理器狀態寄存器(EFLAGS)、棧指針(ESP)；

    系統級上下文: 進程控制塊task_struct、內存管理信息(mm_struct、vm_area_struct、pgd、pte)、內核

棧。

    當發生進程調度時，進行進程切換就是上下文切換(context switch).操作系統必須對上面提到的全部信息

進行切換，新調度的進程才能運行。而系統調用進行的模式切換(mode switch)。模式切換與進程切換比較起來

，容易很多，而且節省時間，因爲模式切換最主要的任務只是切換進程寄存器上下文的切換。