Linux进程调度

普通进程：

采用动态优先级来调度

调度程序周期性地修改优先级（避免饥饿）

实时进程：

采用静态优先级来调度

由用户预先指定，以后不会改变

静态优先级：

进程创建时指定或由用户修改。

动态优先级：

在进程运行期间可以按调度策略改变。

非实时进程采用动态优先级，由调度程序计算

只要进程占用CPU，优先级就随时间流失而不断减小。

task_struct的counter表示动态优先级

调度策略（结合task_struct结构）

task_struct ->policy指明进程调度策略

#define SCHED_OTHER  //普通的分时进程

#define SCHED_FIFO 　//实时进程

#define SCHED_RR　　//实时进程

实时进程：

SCHED_FIFO（先进先出）：

　　当前实时进程一直占有CPU直至退出或堵塞或被抢占

　　堵塞后再就绪时被添加到同优先级队列的末尾

SCHED_RR（时间片轮转）：

　　与其它实时进程以Round-Robin方式共同使用CPU。

　　确保同优先级的多个进程能共享CPU

非实时进程（普通进程）：

SCHED_OTHER（动态优先级）

counter成员表示动态优先级

调度策略的改变：

系统调用sched_setscheduler()改变调度策略

实时进程的子孙进程也是实时进程

进程调度的依据

task_struct:

policy：

　　进程的调度策略，用来区分实时进程和普通进程

　　SCHED_OTHER(0) || SCHED_FIFO(1) || SCHED_RP(2)

priority：

　　进程（包括实时和普通）的静态优先级

rt_priority:

　　实时进程特有的优先级：rt_priority+1000

counter:

　　进程能连续运行的时间

动态优先级与counter：

counter值的含义：

　　进程能连续运行的时间，单位是时钟滴答tick

　　　　时钟中断周期tick为10ms，若counter = 60，则能连续运行600ms

　　较高优先级的进程一般counter较大

　　一般把counter看作动态优先级

counter的初值与priority有关

　　普通进程创建时counter的初值为priority的值

counter的改变：

　　时钟中断tick时，当前进程的counter减1，直到为0被堵塞

子进程创建的时候counter：

　　创建子进程的counter是父进程的一半

调度时机：

中断处理过程中直接调用schedule（）

　　时钟中断，I/O中断，系统调用和异常

　　内核被动调动的情形

中断处理过程返回用户态时直接调用schedule()

　　必须根据need_resched标记

内核线程可直接调用schedule()进行进程切换

　　内核主动调度的情形

用户态进程只能通过陷入内核后在中断处理过程中被动调度

　　必须根据need_resched标记

进程切换：

　　概念：

　　内核挂起当前CPU上的进程并恢复之前挂起的某个进程

　　任务切换，上下文切换

与中断上下文的切换有差别：

　　中断前后在同一程序上下文中，只是用户态转向内核态执行

进程上下文包含了进程执行需要的所有信息：

　　用户地址空间：包括程序代码。数据，用户堆栈

　　控制信息：进程描述符，内核堆栈等

　　硬件上下文（注意中断也要保存硬件上下文只是保存的方法不同）

进程调度和切换的流程：

schedule（）函数：

　　选择新进程next = pick_next_task(rq,prev);//进程调度算法

　　调用宏context_swittch(rq,prev,next); //切换进程上下文

　　　　prev:当前进程，next：被调度的新进程

　　　　调用switch_to(prev,next) 切换上下文

两个进程A,B切换的基本过程：

1.正在运行的用户态进程A

2.发生中断（譬如时钟中断）

　　保存current当前进程的cs:eip/esp/eflags到内核堆栈

　　从内核堆栈装入ISR中断服务列程的cs：eip和ss：esp

3.SAVE_ALL //保存现场，已进入内核中断处理过程

4.中断处理过程中或中断返回前调用了schedule()

　　其中的switch_to做了进程上下文切换

5.运行用户态进程B（B曾经通过以上步骤被切换出去）

6.RESTORE_ALL //恢复现场

7.iret //中断返回 pop cs:eip/ss:esp/eflags

8.继续运行用户态进程A