进程抢占-触发抢占的时机和执行抢占的时机

一、触发抢占的时机：

1. 周期性时钟中断：检查时间片是否用完，如果用完触发抢占

          scheduler_tick

            curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);

1. 唤醒进程的时候，如果优先级高于cpu上的当前进程，就会发出抢占：try_to_wake_up()，最终会调用check_preempt_curr()检查是否触发抢占；
2. 新进程创建的时候，如果新进程的优先级高于CPU上的当前进程，会触发抢占：sched_fork()->task_fork方法触发抢占；
3. 修改nice值的时候：如果进程修改nice值导致优先级高于CPU上的当前进程，就会触发抢占：set_user_nice()；
4. 进行负载均衡的时候：在SMP系统上，进程调度器尽量使各个CPU之间的的负载保持均衡，而负载均衡操作可能会需要触发抢占；不同调度类有不同的负载均衡算法，涉及的核心代码也不一样，比如CFS类在load_balance()中触发抢占：

Load_balance->resched_cpu      

二、执行抢占的时机：

 2.1用户态抢占时机

（1）从系统调用返回用户态时

源文件：arch/x86/kernel/entry_64.S

   sysret_careful:

   bt $TIF_NEED_RESCHED,%edx

   jnc sysret_signal

   TRACE_IRQS_ON

   ENABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)

   pushq_cfi %rdi

   SCHEDULE_USER//会调用schedule

   popq_cfi %rdi

   jmp sysret_check

（2）从中断（异常）返回用户态时：

源文件：arch/x86/kernel/entry_64.S

retint_careful:

   CFI_RESTORE_STATE

   bt    $TIF_NEED_RESCHED,%edx

   jnc   retint_signal

   TRACE_IRQS_ON

   ENABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)

   pushq_cfi %rdi

   SCHEDULE_USER//会调用schedule

   popq_cfi %rdi

   GET_THREAD_INFO(%rcx)

   DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)

   TRACE_IRQS_OFF

            jmp retint_check

2.2 内核态抢占时机：Linux在2.6版本之后就支持内核抢占了，但是请注意，具体取决于内核编译时的选项：

    CONFIG_PREEMPT_NONE=y

    不允许内核抢占。这是SLES的默认选项。

    CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY=y

    在一些耗时较长的内核代码中主动调用cond_resched()让出CPU。这是RHEL的默认选项。

    CONFIG_PREEMPT=y

    允许完全内核抢占。

在 CONFIG_PREEMPT=y 的前提下，内核态抢占的时机是：

（1）中断处理程序返回内核空间之前会检查TIF_NEED_RESCHED标志，如果置位则调用preempt_schedule_irq()执行抢占。preempt_schedule_irq()是对schedule()的包装

   ENTRY(retint_kernel)

   cmpl $0,PER_CPU_VAR(__preempt_count)

   jnz  retint_restore_args

   bt   $9,EFLAGS-ARGOFFSET(%rsp)       /* interrupts off? */

   jnc  retint_restore_args

   call preempt_schedule_irq//产生调度时机

   jmp exit_intr

（2）当内核从non-preemptible（禁止抢占）状态变成preemptible（允许抢占）的时候；

在preempt_enable()中，会最终调用 preempt_schedule 来执行抢占。preempt_schedule()是对schedule()的包装。

三、参考链接

http://linuxperf.com/?p=211