Linux是一个多任务操作系统，它支持远大于CPU核心数的任务同时进行。当然，这些任务并不是真的同时在运行，而是因为系统在很短的时间内，将CPU轮流分配给它们，造成多任务同时运行的错觉。每个任务在运行前，CPU都需要知道任务从哪来加载，又从哪里开始运行，也就是说，需要事先帮它们设置好CPU寄存器和程序计数器( Program Counter，PC )。

　　CPU寄存器：是CPU内置的容量小、但速度快的内存，用来临时存放指令执行运行过程中的操作数和中间（最终）的操作结果。

　　程序计数器：是用来存储CPU正在运行的指令位置、或者即将执行的下一条指令位置。

　　CPU寄存器和程序计数器是CPU运行任何任务前，必须依赖的环境，也被称作CPU上下文。

　　把前一个任务的CPU上下文（CPU寄存器和程序计数器）保存起来，然后加载新任务的上下文到这些寄存器和程序计数器，最后再跳转到程序计数器所指的新位置，运行新的任务。而这些保存下来的上下文，会存储在系统内核中，并在任务重新调度执行时再次加载进来。这样就能保证任务原来的状态不受影响，让任务看起来还是连续运行。

　　CPU的上下文切换可以分为几个不同的场景：进程上下文切换、线程上线文切换、中断上下文切换；

　　Linux按照特权等级，把进程的运行空间分为内核空间和用户空间。一些特殊的操作如调用open()打开文件等 都需要切换到内核空间运行，用户空间是没有权限调用这些的。也就是说，进程既可以在用户空间运行，又可以在内核空间运行。在用户空间运行即为用户态，而陷入内核空间的时候，即为内核态。这种从用户态切换到内核态时，必须经过系统调用来完成。

　　系统调用需要上下文切换。切换时，先保存CPU寄存器里原来用户态的指令位置。接着，为了执行内核态代码，CPU寄存器需要更新为内核态执行的新位置。最后才是跳转到内核态运行内核任务。系统调用结束后，CPU寄存器需要恢复原来保存的用户态，然后再切换到用户空间，继续运行进程。所以一次系统调用的过程，其实是发生了两次CPU上下文切换。

　　需要注意的是，系统调用过程中，并不会涉及到虚拟内存等进程用户态的资源，也不会进行切换进程。这跟我们通常说的进程上下文切换是不一样的。

　　所以，系统调用过程通常称为特权模式切换，而不是上下文切换。但实际上，系统调用过程中，CPU的上下文切换还是无法避免的。

　　进程是由内核来管理和调度的，进程的切换只能发生在内核态。所以，进程的上下文不仅包括虚拟内存、栈、全局变量等用户空间的资源，还包括内核堆栈、寄存器等内核空间的状态。因此，进程的上下文切换就比系统调用时多了一步：在保存当前进程的内核状态和CPU寄存器之前，需要先把该进程的虚拟内存、栈等保存下来；而加载了下一进程的内核态后，还需要刷新进程的虚拟内存和用户栈。

　　发生进程上下文切换的场景：

　　进程切换的视图：

　　关键点：

　　总结；

　　进程切换有两大步骤：地址空间切换和处理器状态切换（硬件上下文切换）。前者保证了进程回到用户空间之后能够访问到自己的指令和数据（其中包括减小tlb清空的ASID机制），后者保证了进程内核栈和执行流的切换，会将当前进程的硬件上下文保存在进程所管理的一块内存，然后将即将执行的进程的硬件上下文从内存中恢复到寄存器，有了这两步的切换过程保证了进程运行的有条不紊，当然切换的过程是在内核空间完成，这对于进程来说是透明的。