質問をすることでしか得られない、回答やアドバイスがある。

15分調べてもわからないことは、質問しよう!

ただいまの
回答率

90.51%

  • Linux

    4440questions

    Linuxは、Unixをベースにして開発されたオペレーティングシステムです。日本では「リナックス」と呼ばれています。 主にWebサーバやDNSサーバ、イントラネットなどのサーバ用OSとして利用されています。 上位500のスーパーコンピュータの90%以上はLinuxを使用しています。 携帯端末用のプラットフォームAndroidは、Linuxカーネル上に構築されています。

  • CPU

    52questions

CPUのコンテキストスイッチについて

解決済

回答 5

投稿

  • 評価
  • クリップ 0
  • VIEW 866

curl

score 10

お世話になります。

CPUが処理するプロセスを切り替えるために使用するコンテキストスイッチについて質問があります。

  • まず、コンテキストスイッチが発生した際に、切り替わる前に使用していたコンテキストデータは物理的にどこに退避されるのでしょうか。
    個人的にはCPU上のキャッシュメモリ(L1等)に保存されるのかと思っています。

また、上記認識が正しかった場合に、疑問があります。

  • コンテキストはプロセスごとに作成されるため、プロセス数が多くなるとコンテキストの情報が多くなり
    CPUのキャッシュメモリだけではデータを格納しきれないと思っています。その様な場合には
    新たなプロセスは作成されない、またはコンテキストデータをメモリに退避するなどの処理が発生するのでしょうか。

いろいろネットを検索したのですが、該当する情報を得ることができなかったため質問させて頂きます。

以上、よろしくお願いします。

  • 気になる質問をクリップする

    クリップした質問は、後からいつでもマイページで確認できます。

    またクリップした質問に回答があった際、通知やメールを受け取ることができます。

    クリップを取り消します

  • 良い質問の評価を上げる

    以下のような質問は評価を上げましょう

    • 質問内容が明確
    • 自分も答えを知りたい
    • 質問者以外のユーザにも役立つ

    評価が高い質問は、TOPページの「注目」タブのフィードに表示されやすくなります。

    質問の評価を上げたことを取り消します

  • 評価を下げられる数の上限に達しました

    評価を下げることができません

    • 1日5回まで評価を下げられます
    • 1日に1ユーザに対して2回まで評価を下げられます

    質問の評価を下げる

    teratailでは下記のような質問を「具体的に困っていることがない質問」、「サイトポリシーに違反する質問」と定義し、推奨していません。

    • プログラミングに関係のない質問
    • やってほしいことだけを記載した丸投げの質問
    • 問題・課題が含まれていない質問
    • 意図的に内容が抹消された質問
    • 広告と受け取られるような投稿

    評価が下がると、TOPページの「アクティブ」「注目」タブのフィードに表示されにくくなります。

    質問の評価を下げたことを取り消します

    この機能は開放されていません

    評価を下げる条件を満たしてません

    評価を下げる理由を選択してください

    詳細な説明はこちら

    上記に当てはまらず、質問内容が明確になっていない質問には「情報の追加・修正依頼」機能からコメントをしてください。

    質問の評価を下げる機能の利用条件

    この機能を利用するためには、以下の事項を行う必要があります。

回答 5

+4

キャッシュメモリについての理解が間違っています。
この件についてはキャッシュメモリは忘れてください。

コンテクストスイッチの方法は、OSによって異なると思いますが、例えば、
・スタックポインタ以外のレジスタなどを全てスタックにプッシュする
・スタックポンタをそのプロセスの情報を管理する構造体に保存する
・切り替え先のプロセスの情報管理構造体からスタックポインタをロードする
・レジスタなどをポップする

投稿

  • 回答の評価を上げる

    以下のような回答は評価を上げましょう

    • 正しい回答
    • わかりやすい回答
    • ためになる回答

    評価が高い回答ほどページの上位に表示されます。

  • 回答の評価を下げる

    下記のような回答は推奨されていません。

    • 間違っている回答
    • 質問の回答になっていない投稿
    • スパムや攻撃的な表現を用いた投稿

    評価を下げる際はその理由を明確に伝え、適切な回答に修正してもらいましょう。

  • 2018/11/06 22:44

    > そのプロセスの情報を管理する構造体
    これって OSの管理領域ですね。 書かないと分からない人もいるのではないかと。

    キャンセル

  • 2018/11/06 22:48

    コンテクストスイッチ自体が、OSの機能なので、OSの中の話と分かると思います。

    キャンセル

  • 2018/11/09 00:25

    ご回答ありがとうございます。

    いろいろ記載頂きありがとうございます。
    知識がなかったので大変助かります。

    キャンセル

+2

CPU上のキャッシュメモリ(L1等)に保存される

コンテキストデータをメモリに退避する

結果的にはそうなるでしょう。
ただ、どのデータをどこに保存するかはプログラムは(基本的には)関知しません。
プログラムはあくまでコンテキストデータをメモリに保存しようとしますしメモリから読み出そうとします。
どのデータをキャッシュに保持しておくかはCPUのハードウェアが考えることです。

投稿

  • 回答の評価を上げる

    以下のような回答は評価を上げましょう

    • 正しい回答
    • わかりやすい回答
    • ためになる回答

    評価が高い回答ほどページの上位に表示されます。

  • 回答の評価を下げる

    下記のような回答は推奨されていません。

    • 間違っている回答
    • 質問の回答になっていない投稿
    • スパムや攻撃的な表現を用いた投稿

    評価を下げる際はその理由を明確に伝え、適切な回答に修正してもらいましょう。

  • 2018/11/06 22:43

    > どのデータをキャッシュに保持しておくかはCPUのハードウェアが考える
    OS(カーネル)も共犯だと思います。 (最近の見て無いですが)

    キャンセル

  • 2018/11/09 00:24

    ご回答ありがとうございます。

    >どのデータをキャッシュに保持しておくかはCPUのハードウェアが考えることです。

    自分の方でも、OSも共犯なのか調べてみます。
    勉強になりました。

    キャンセル

checkベストアンサー

+1

>・まず、(略)物理的にどこに退避されるのでしょうか。
→物理的にはまずCPU上のメモリライトキャッシュに乗り、メインメモリに書き出されます。

>・コンテキスト(略)
→上記の通り最初からメインメモリに書き出されるものですので、発生しません。

おそらく、退避と復帰がパフォーマンスに影響する点を気にされているのではないかと思われますが、そもそもプログラム自体がメインメモリから命令とデータを読み込んで動作するものですので、コンテキストスイッチで退避した部分だけがL1キャッシュから読み込めたとしても大差はありません。

投稿

  • 回答の評価を上げる

    以下のような回答は評価を上げましょう

    • 正しい回答
    • わかりやすい回答
    • ためになる回答

    評価が高い回答ほどページの上位に表示されます。

  • 回答の評価を下げる

    下記のような回答は推奨されていません。

    • 間違っている回答
    • 質問の回答になっていない投稿
    • スパムや攻撃的な表現を用いた投稿

    評価を下げる際はその理由を明確に伝え、適切な回答に修正してもらいましょう。

  • 2018/11/09 00:22

    ご回答ありがとうございます。

    ずばり知りたかったことを記載して頂きありがとうございました。

    キャンセル

+1

こんにちは。

386以降、その辺りの仕組みが非常に複雑化したので性能改善のためのより複雑な機構がある筈ですが、基本的にはコンテキスト情報(アドレス・レジスタやデータ・レジスタ、ページ・レジスタ等)はスタックへ待避されます。

投稿

  • 回答の評価を上げる

    以下のような回答は評価を上げましょう

    • 正しい回答
    • わかりやすい回答
    • ためになる回答

    評価が高い回答ほどページの上位に表示されます。

  • 回答の評価を下げる

    下記のような回答は推奨されていません。

    • 間違っている回答
    • 質問の回答になっていない投稿
    • スパムや攻撃的な表現を用いた投稿

    評価を下げる際はその理由を明確に伝え、適切な回答に修正してもらいましょう。

  • 2018/11/09 00:23

    ご回答ありがとうございます。

    スタックについて、あまり理解していなかったので再度調べてみます。

    キャンセル

0

なにを対象としての質門なのか提示されてないので、ふわっとした回答しかできませんが、
FreeRTOSとかToppersとか、ソースが公開されているマルチタスクOSはいくつかあるので、そういうのを読んで、どうしてるのかを見てみればどうでしょう。

投稿

  • 回答の評価を上げる

    以下のような回答は評価を上げましょう

    • 正しい回答
    • わかりやすい回答
    • ためになる回答

    評価が高い回答ほどページの上位に表示されます。

  • 回答の評価を下げる

    下記のような回答は推奨されていません。

    • 間違っている回答
    • 質問の回答になっていない投稿
    • スパムや攻撃的な表現を用いた投稿

    評価を下げる際はその理由を明確に伝え、適切な回答に修正してもらいましょう。

  • 2018/11/09 00:24

    ご回答ありがとうございます。

    確かにソースコードを読んでみます。

    キャンセル

同じタグがついた質問を見る

  • Linux

    4440questions

    Linuxは、Unixをベースにして開発されたオペレーティングシステムです。日本では「リナックス」と呼ばれています。 主にWebサーバやDNSサーバ、イントラネットなどのサーバ用OSとして利用されています。 上位500のスーパーコンピュータの90%以上はLinuxを使用しています。 携帯端末用のプラットフォームAndroidは、Linuxカーネル上に構築されています。

  • CPU

    52questions