linux-kernel - 模式切换涉及哪些开销

Question

我多次读/听到这样的论点，即进行大量系统调用等会效率低下，因为应用程序进行了模式切换，即从用户模式转到内核模式，并且在执行系统调用后，通过执行以下操作开始在用户模式下执行模式再次切换。

我的问题是模式切换的开销是多少？ cpu缓存是否失效或tlb条目被清除，或者发生什么导致开销？

请注意，我在询问有关模式切换而不是上下文切换的开销。我知道模式切换和上下文切换是两回事，我完全知道与上下文切换相关的开销，但是我不明白是什么是模式切换引起的开销？

如果可能，请提供有关特定* nix平台的信息，例如Linux，FreeBSD，Solaris等。

问候

拉里

Answer 1

简单模式开关上不应有CPU缓存或TLB刷新。

一个快速测试告诉我，在我的Linux笔记本电脑上，用户空间进程完成一个简单的syscall大约需要花费0.11微秒，除了切换到内核模式和返回内核之外，该系统调用不需要做很多工作。我正在使用getuid（），它仅从内存结构中复制单个整数。 strace确认系统调用已重复MAX次。

#include <unistd.h>
#define MAX 100000000
int main() {
  int ii;
  for (ii=0; ii<MAX; ii++) getuid();
  return 0;
}

在我的笔记本电脑上，使用 time ./testover进行测量大约需要11秒钟，而将11秒钟除以1亿将得到0.11微秒。

从技术上讲，这是两个模式开关，所以我想您可以说单个模式开关需要0.055微秒，但是单向开关不是很有用，所以我认为往返次数会更多相关的。