컨텍스트 스위칭 비용 해부

타이머 선점부터 복귀까지

A → B

1 timer interrupt

CPU가 사용자 모드를 멈추고 커널 모드로 진입합니다.

trap frame 생성

2 save registers

PC, SP, flags, 범용 레지스터를 PCB에 저장합니다.

PCB[<PID>] 갱신

3 scheduler pick

Ready Queue에서 다음 task_struct를 선택합니다.

priority, vruntime

4 page table / TLB

CR3와 주소 공간이 바뀌며 TLB 항목을 다시 맞춥니다.

ASID가 있으면 일부 유지

5 restore registers

B의 PCB에서 저장된 CPU 상태를 레지스터로 복원합니다.

PC가 B의 재개점

6 user mode resume

권한을 낮추고 B가 중단됐던 명령어 근처부터 실행됩니다.

iret/sysret 계열

overhead

직접 오버헤드

커널 진입, 레지스터 저장/복원, 스케줄러 실행 시간입니다.

캐시 오염

B의 working set이 올라오며 A의 캐시 라인이 밀려납니다.

TLB 비용

주소 변환 캐시가 비거나 태그 확인이 늘어 page walk가 생깁니다.

측정 지표

/proc/<PID>/status와 vmstat의 cs 값을 봅니다.