在现代高性能计算领域，每一次对操作系统的请求都可能带来可观的性能开销。系统调用（syscall）是用户空间程序与内核进行交互的唯一途径，它涉及特权级别切换、上下文切换、TLB（Translation Lookaside Buffer）刷新等一系列复杂且耗时的操作。对于那些需要频繁执行、且对延迟极度敏感的操作，如获取当前时间，传统的系统调用模型会成为显著的瓶颈。本文将深入探讨Linux内核提供的一种巧妙优化机制——虚拟动态共享对象（Virtual Dynamic Shared Object, VDSO），并以gettimeofday函数为例，详细解析它是如何在无需发起系统调用的情况下，高效地为用户空间提供精确时间信息的。 系统调用的固有开销 要理解VDSO的价值，我们首先需要理解传统系统调用的开销。当一个用户程序需要执行一个需要内核权限的操作，例如打开文件、分配内存或获取时间，它会通过一个系统调用接口向内核发出请求。这个过程大致如下： 用户空间准备： 应用程序将系统调用号和参数放入CPU寄存器中。 触发中断/陷阱： 应用程序执行一个特殊的指令（如x86上的syscall或int 0x80 …
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