linux内核学习笔记(四)

3. 调度器工作时机:office" />

调度器的启动通常有两种方式：

A. 主动式

在核心应用中直接调用schedule()。这通常发生在因等待核心事件而需要将进程置于挂起（休眠）状态的时候--这时应该主动请求调度以方便其他进程使用CPU。下面就是一个主动调度的例子：

/* 节选自[drivers/input/mousedev.c] mousedev_read() */

                    add_wait_queue(&list->mousedev->wait, &wait);

                    current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;

                    while (!list->ready) {

                               if (file->f_flags & O_NONBLOCK) {

                                         retval = -EAGAIN;

                                         break;

                               }

                               if (signal_pending(current)) {

                                         retval = -ERESTARTSYS;

                                         break;

                               }

                               schedule();

                    }

                    current->state = TASK_RUNNING; /* 这一句实际上可以省略，因为进程的状态在唤醒过程中就已经恢复到TASK_RUNNING了 */

                    remove_wait_queue(&list->mousedev->wait, &wait);
 

 

                              

     

其过程通常可分为四步：

将进程添加到事件等待队列中；
置进程状态为TASK_INTERRUPTIBLE（或TASK_UNINTERRUPTIBLE）；
在循环中检查等待条件是否满足，不满足则调用schedule()，满足了就退出循环；
将进程从事件等待队列中删除。
从"调度器工作流程"中我们知道，调度器会将处于休眠状态的进程从就绪队列中删除，而只有就绪队列中的进程才有可能被调度到。将该进程重新放到就绪队列中的动作是在事件发生时的"唤醒"过程中完成的。在以上所示的鼠标驱动中，鼠标中断将调用mousedev_event()函数，该函数的最后就会使用wake_up_interruptible()唤醒等待鼠标事件的所有进程。wake_up_interruptible()将最终调用try_to_wake_up()函数：

/* 节选自[kernel/sched.c] */

static inline int try_to_wake_up(struct task_struct * p, int synchronous)

{

                    unsigned long flags;

                    int success = 0;

 

                    spin_lock_irqsave(&runqueue_lock, flags);

                    p->state = TASK_RUNNING;

                    if (task_on_runqueue(p))

                               goto out;

                    add_to_runqueue(p); /* 添加到就绪队列中 */

                    if (!synchronous || !(p->cpus_allowed & (1 << smp_processor_id())))

                               reschedule_idle(p); /* 这种情况下调用wake_up()，synchronous总为0，此时，*/

                                                   /* 如果本CPU不适合运行该进程，则需要调用reschedule_idle()寻找合适的CPU */

                    success = 1;

              out:

                    spin_unlock_irqrestore(&runqueue_lock, flags);

               return success;

}

 

 

这时启动schedule()就是被动的了。

B. 被动式

在系统调用执行结束后，控制由核心态返回到用户态之前，Linux都将在ret_from_sys_call入口检查当前进程的need_resched值，如果该值为1，则调用schedule()：

          /* 节选自[arch/i386/kernel/entry.S] */

              ENTRY(ret_from_sys_call)

                    cli

                    cmpl $0,need_resched(%ebx)                         #ebx中存放着current指针

                    jne reschedule

               ……

               reschedule:

                    call SYMBOL_NAME(schedule)   

                    jmp ret_from_sys_call                                        #反复查询need_resched

                   
 

 

  

因此，只需要设置当前进程（current）的need_resched，就有机会启动调度器。通常有如下几种场合会设置need_resched：

update_process_times()，由时钟中断触发，负责管理除0号进程（idle进程）以外的其他各个进程的时间片消耗。如果当前进程（SCHED_FIFO实时进程除外）的时间片用完了（counter==0），则设置need_resched为1；（注意：此时并不计算或重置counter值，这个工作在所有进程的时间片都耗完以后在schedule()中进行）
reschedule_idle()，此函数的功能在"调度器工作流程"一节中已经详细描述了，不过，最经常的调用者是在某一事件等待队列上休眠的进程的唤醒过程--wake_up_process()及其他一系列wake_up函数（见上"主动式调度"）；
sched_setscheduler()、sched_yield()系统调用，以及系统初始化（rest_init()中）、创建新进程（do_fork()中）等从语义上就希望启动调度器工作的场合。
由于启动schedule()的时机实际上由当前进程决定，因此设置了need_resched并不意味着就能及时调度，这也是"Linux内核不可抢占"的原因（详见下"Linux 2.4调度系统的一些问题"之"内核不可抢占"）。