x86体系下Linux中的任务切换与TSS

tss的作用举例：保存不同特权级别下任务所使用的寄存器，特别重要的是esp，因为比如中断后，涉及特权级切换时（一个任务切换），首先要切换栈，这个栈显然是内核栈，那么如何找到该栈的地址呢，这需要从tss段中得到，这样后续的执行才有所依托（在x86机器上，c语言的函数调用是通过栈实现的）。只要涉及地特权环到高特权环的任务切换，都需要找到高特权环对应的栈，因此需要esp2，esp1，esp0起码三个esp，然而Linux只使用esp0。tss是什么：tss是一个段，段是x86的概念，在保护模式下，段选择符参与寻址，段选择符在段寄存器中，而tss段则在tr寄存器中。intel的建议：为每一个进程准备一个独立的tss段，进程切换的时候切换tr寄存器使之指向该进程对应的tss段，然后在任务切换时（比如涉及特权级切换的中断）使用该段保留所有的寄存器。Linux的做法：1.Linux没有为每一个进程都准备一个tss段，而是每一个cpu使用一个tss段，tr寄存器保存该段。进程切换时，只更新唯一tss段中的esp0字段到新进程的内核栈。2.Linux的tss段中只使用esp0和iomap等字段，不用它来保存寄存器，在一个用户进程被中断进入ring0的时候，tss中取出esp0，然后切到esp0，其它的寄存器则保存在esp0指示的内核栈上而不保存在tss中。3.结果，Linux中每一个cpu只有一个tss段，tr寄存器永远指向它。符合x86处理器的使用规范，但不遵循intel的建议，这样的后果是开销更小了，因为不必切换tr寄存器了。Linux的实现：1.定义tss：
struct tss_struct init_tss[NR_CPUS] __cacheline_aligned = { [0 ... NR_CPUS-1] = INIT_TSS };（arch/i386/kernel/init_task.c）
INIT_TSS定义为：
#define INIT_TSS {
    .esp0        = sizeof（init_stack） + （long）&init_stack,
    .ss0        = __KERNEL_DS,
    .esp1        = sizeof（init_tss[0]） + （long）&init_tss[0],
    .ss1        = __KERNEL_CS,
    .ldt        = GDT_ENTRY_LDT,
    .io_bitmap_base    = INVALID_IO_BITMAP_OFFSET,
    .io_bitmap    = { [ 0 ... IO_BITMAP_LONGS] = ~0 },
}

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