Linux核心驅動（五）：2、Linux進程調度

一、調度的學習方法

       1、調度策略（憑什麼選這個進程使用cpu）  2、調度時機（什麼時候）  3、調度步驟（怎樣調度）

二、Linux調度策略（在Linux系統中，每個進程都有自己的調度策略，整個系統的調度策略並不是唯一的）：

       1、SCHED_NORMAL(SCHED_OTHER)  ： 普通的分時進程

        2、SCHED_FIFO ：時間片輪轉的即時進程

        3、SCHED_RR ：時間片輪轉的即時進程

        4、SCHED_BATCH ： 批處理進程

        5、SCHED_IDLE ：只在系統空閑時才能被調度執行的進程

三、調度類（以上5種調度策略又可以分成兩個類）

        1、CFS調度類，Completely Fair Scheduler，公平調度類，（在kernel/sched_fair.c中實現），用於以下調度策略：SCHED_NORMAL、SCHED_BATCH、SCHED_IDLE

        2、即時調度類（在kernel/sched_rt.c 中實現），用於SCHED_RR和SCHED_FIFO策略

四、調度時機（在Linux中，處理調度的函數是schedule（），所以討論調度時機就是討論schedule函數什麼時候被調用）

        1、調度的發生有兩種方式：

               （1）主動式：在核心中，進程自己直接調用schedule（）。當進程需要等待資源而暫時停止運行時，會把狀態置於掛起（睡眠），並主動請求調度，讓出CPU

                         eg：

                                current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;

                                schdule();

              （2）被動式（搶佔）

                           I、使用者搶佔（發生的時候，歸納下都是從核心空間返回到使用者空間）：

                               ==從系統調用返回 使用者空間

                               ==從中斷處理常式返回使用者空間

                           II、核心搶佔：更高優先順序的 進程/線程 可以搶佔正在核心空間啟動並執行低優先順序  進程/線程

                               ==有些特例下不允許核心搶佔的

                                        --核心正進行中斷處理

                                        --核心進行中中斷內容相關的Bottom Half（中斷的底半部）處理。

                                        --進程持有 spinlock自旋鎖、writelock/readlock 讀寫鎖，（如果搶佔可能發生死結）

                                        --核心正在執行發送器 scheduler

                               ==為了保證Linux在以上情況不會被搶佔，搶佔式核心使用了一個變數preempt_count，稱為核心搶佔計數。這一變數被設定在進程的thread_info結構中。每當核心要進入以上幾種狀態時，變數 preempt_count 就加1，指示核心不允許搶佔。每當核心從以上幾種狀態退出時，變數preempt_count就減一，同時進行可搶佔的判斷和調度。（preempt 就是搶佔的意思 ）總之，preempt_count >0 搶佔不能發生，preempt_count
 == 0 搶佔可以發生

                               ==核心搶佔發生的時候:

                                    --中斷處理常式完成，返回核心空間之前

                                    --當核心代碼再一次具有可搶佔性的時候，如解鎖、時能非強制中斷等。

        2、調度標誌，TIF_NEED_RESCHED：該標誌用來表明核心是否需要重新執行一次調度。

              （1）當某個進程耗盡它的事件片時，會設定這個標誌

              （2）當一個優先順序更高的進程進入可執行狀態時，也會設定這個標誌

五、調度步驟（所謂的調度步驟，實際上就是schedule函數的工作流程）

        1、清理當前運行中的進程

        2、選擇下一個要啟動並執行進程；（pic_next_task 分析）

        3、設定新進程的運行環境

        4、進程環境切換