关于内核态和用户态切换开销的测试

王朝学院·作者佚名 2016-05-26

关于内核态和用户态切换开销的测试最近开发用到fuse文件系统，这个文件系统的功能实现是在用户态下进行的，然而它的文件系统操作接口必须在内核态注册，所以需要研究一下内核态到用户态的开销到底如何。下面这个例子是在stackoverflow上看到的，基本能反映开销的差异了：在linux测试这个测试程序，getuid是一个系统调用，返回当前用户的id

1 #include <unistd.h>2 3 #define MAX 1000000004 int main() {5 int ii;6 for (ii=0; ii<MAX; ii++) getuid();7 return 0;8 }

结果显示循环1亿次用时8秒多real 0m8.438suser 0m3.952ssys 0m4.485s

当使用如下程序测试时，

1 #include <unistd.h> 2 #define MAX 100000000 3 4 int _getid() 5 { 6 return 1; 7 } 8 9 int main() {10 int ii;11 for (ii=0; ii<MAX; ii++) _getid();12 return 0;13 }

运行结果如下：

real 0m0.305suser 0m0.304ssys 0m0.000s

这时时间消耗明显减少了很多。

两个程序时间的消耗的差异主要在于内核态和用户态的切换，每一次循环都涉及一次用户态->内核态->用户态的切换，所以消耗的时间就多了很多。

同时也说明我必须要修改fuse的各个文件接口的功能实现来让它不再反复切换用户内核态了。