我读过：
流程切换是从一个流程到另一个流程的上下文切换。它涉及切换所有过程抽象和资源，以支持属于新过程的那些。最显着且昂贵的是，这意味着切换存储器地址空间。这包括内存地址，映射，页表和内核资源 - 相对昂贵的操作。
此外：
上下文是CPU的寄存器和程序计数器在任何时间点的内容。
可以稍微更详细地描述上下文切换，因为内核（即操作系统的核心）对CPU上的进程（包括线程）执行以下活动：（1）暂停一个进程的进程并在内存中的某个位置存储CPU进程的状态（即上下文），（2）从内存中检索下一个进程的上下文并将其恢复到CPU的寄存器中，以及（3）返回到程序计数器指示的位置（即，返回到进程被中断的代码行）以恢复进程。
由于 VAS 对于每个进程是独立的，并且大小可以达到4GB，因此在上下文情况下，进程的整个 VAS 会加载到CPU上下文中切换过程？
此外，由于每个进程都有单独的页表，如果进行上下文切换，页表是否也会进入CPU上下文？
如果不是，那么为什么进程上下文切换比线程上下文切换慢（线程共享相同的 VAS ）？
答案 0 :(得分：4)
由于VAS对于每个进程是独立的，并且大小可以达到4GB，如果进程上下文切换，进程的整个VAS是否加载到CPU上下文中？
此外，由于每个进程都有单独的页表，在上下文切换的情况下，是否也在CPU上下文中购买了页表？
这些问题是相关的。您将一个虚拟地址空间替换为另一个 ，更改哪一组页表正在执行虚拟 - ＆gt;线性翻译。这就是地址空间交换的完成方式。
让我们考虑一个非常简单的例子。
PP的寄存器（可分页指针）初始化进程后，＆＃34;交换虚拟地址空间＆＃34;两者之间很简单。要加载P A 的地址空间，只需将T A 的地址放在PP中，现在该过程＆＃34;看到＆＃34;内存在0x88000。同样地，对于P B ，T B 的地址，所以他将＆＃34;看到＆＃34;内存在0x99000。
在线程（同一进程）之间切换时，不需要更改虚拟地址空间（因为给定进程的所有线程共享相同的虚拟地址空间）。
当然还有其他需要交换的东西（比如CPU寄存器），但是对于这个讨论，我们只关心虚拟内存。
在x86 CPU上，CR3寄存器是指向页表层次结构基础的指针。操作系统在交换进程时更改地址空间是该寄存器。
当然，它比这复杂得多。因为可能的虚拟地址空间太大（x86-32上为4 GiB，x86-64上为16 exabytes ），页面表本身会占用大量空间（每4个一个条目） KiB页面）。为了缓解这种情况，会在页表中添加额外的间接级别，这就是我将它们称为层次结构的原因。在x86-64上，有4个级别。
现在想象一下，如果CPU必须“走路”＃34; 每个虚拟到物理转换的这些分页结构。从虚拟内存中单次读取将需要总共5次内存访问！这将非常缓慢。
输入Translation lookaside buffer或TLB。 TLB 缓存这些翻译，因此给定的虚拟到物理翻译只需要遍历一次页面表。之后，TLB会记住翻译，并且速度更快。 （当然TLB可以满员，但缓存驱逐是另一个故事）。
所以说P A 正在运行，并且内核突然在P B 的地址空间中交换。现在，所有这些缓存的虚拟到物理转换都不再适用于新的虚拟地址空间！这意味着我们需要刷新 TLB，或清除其所有条目。正因为如此，CPU必须再次进行慢速页面表行走，直到TLB缓存加热并且＃34;试。
这就是为什么它被认为是昂贵的＆＃34;交换虚拟地址空间。不是因为写CR3很难，而是因为我们每次都会把TLB丢弃。