这些代码从
可执行文件载入到进程的
地址空间执行。一般程序在
用户空间执行当一个程序调用了
系统调用或者触发了某个异常,它就陷入了
内核空间。此时,我们称
内核“代表进程执行”并处于进程上下文。在此上下文中current宏是有效的。除非在此间隙有更高
优先级的进程需要执行并由调度器做出了相应调整,否则在内核退出的时候,程序恢复在用户空间继续执行。
系统调用和
异常处理程序是对内核明确定义的接口。进程只有通过这些接口才能陷入内核执行——对内核的所有访问都必须通过这些接口。
进程上下文实际上是进程执行活动全过程的静态描述。我们把已执行过的进程指令和数据在相关
寄存器与
堆栈中的内容称为上文,把正在执行的指令和数据在寄存器和堆栈中的内容称为正文,把待执行的指令和数据在寄存器与堆栈中的内容称为下文。具体的说,进程上下文包括计算机系统中与执行该进程有关的各种寄存器(例如
通用寄存器,
程序计数器PC,
程序状态字寄存器PS等)的值,
程序段在经过编译过后形成的
机器指令代码集,数据集及各种堆栈值PCB结构。这里,有关寄存器和栈区的内容是重要的,例如没有程序计数器PC和程序
状态寄存器PS,CPU将无法知道下一条待执行指令的地址和控制有关操作。
寄存器上下文则有程序寄存器PC,
处理机状态寄存器PS,栈
指针和
通用寄存器的值组成,其中PC给出了CPU将要执行的下一条指令的虚地址;PS给出了机器与该进程相关联的硬件状态;栈指针指向下一项的当前地址,而通用寄存器则用于不同执行模式间的
参数传递。
进程的系统级上下文分为静态和动态部分。这里的动态指进程在进入和退出不同的上下文层次时,系统为各层上下文中相关联的寄存器所保存和恢复的记录。静态部分为PCB结构,将进程虚
地址空间映射到物理空间以得到核心栈。这个核心栈主要是用来装载进程中所使用
系统调用的调用序列。
系统级上下文的动态部分是与寄存器上下文相关联的。进程上下文的层次概念也主要体现在动态部分,及系统级上下文的动态部分可看成是一些数量变化的层次组成。其变化规则满足先进后出的
堆栈方式,每个上下文层次在栈中各占一项。
每个进程执行过的、执行时的以及待执行的指令和数据;在
指令寄存器、
堆栈、状态字寄存器等中的内容。此外, 还包括进程打开的
文件描述符等.