“自愿上下文切换”到底是什么？

我得到了一个二进制文件，所以我应该破解它的密码（作业）。还提供了一个函数（该函数是二进制文件的一部分）。该函数表明，输入字符串与每个字符都与正确的密码字符进行比较，并且当一个字符错误时会立即返回false（这是不安全的方式，我猜这是因为它浪费了时间，并且我们知道正确的密码长度为例）。但是我们的老师添加了一个随机计时器，该计时器返回结果（正确/错误），这对我们来说有点困难...

无论如何，我已经通过逆向工程成功完成了它，并获得了正确的密码。现在，我在命令行中玩它：

/usr/bin/time -v ./program_name enter_password

使用此命令，我可以获得很多信息，例如系统时间，交换时间，执行时间。。但是对我来说最有趣的是“自愿上下文切换”，因为输入的密码字符越正确，“自愿上下文切换”就越少“我明白了！

输入的错误字符越多，得到的“自愿上下文切换”就越多。

仅通过输入该命令，输入字符并观察“自愿上下文切换”，我花了将近两个小时的时间来破解密码。只要一个字符正确，“自愿上下文切换”就会减少一。

我的问题是，“自愿上下文切换”到底是什么？为什么它们可以帮助我破解密码？

该用于手册页time解释了自愿和非自愿的上下文切换的概念：

The resource specifiers [...] are:
   c      Number of times the process was context-switched involuntarily
          (because the time slice expired).
   w      Number of times that the program was context-switched voluntarily, 
          for instance while waiting for an I/O operation to complete.

_{（引号来自我的Debian系统，链接的手册页的文本稍有不同）}

也就是说，如果进程因为没有其他事情要离开CPU（而等待外部事件发生），则上下文切换是自愿的。非自愿的，如果它想继续进行一些计算，但是操作系统决定是时候切换到其他进程了。

这与密码检查程序有何关系，取决于该程序实际执行的操作。

从注释中链接的源代码中，我们看到该程序usleep()为每个不匹配的字符调用一次，然后继续对下一个字符进行比较循环。睡眠与产生CPU一样具有自愿性，因此这些调用将显示为每个非匹配字符的自愿上下文切换。

在Linux上，您也应该能够看到带有的调用strace。

最终延迟来自随机睡眠T * (rand() % 3)，即常数的0、1或2倍。这是一个相当粗糙的粒度，因此应该很容易通过使用相同密码进行多次尝试来平均掉。