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Linux進程調度時機(一)

日期:2017/2/25 10:38:33   编辑:Linux教程

  Linux的調度程序是一個叫Schedule()的函數,由它來決定是否要進行進程的切換。而所謂的調度時機則是在什麼情況下執行調度程序。

  主要有一下幾種狀況:

  1、進程狀態轉換的時刻:進程終止、進程睡眠;

  2、當前進程的時間片用完時(current->counter=0);

  3、設備驅動程序

  4、進程從中斷、異常及系統調用返回到用戶態時;

  時機1,進程要調用sleep()或exit()等函數進行狀態轉換,這些函數會主動調用調度程序進行進程調度;

  時機2,由於進程的時間片是由時鐘中斷來更新的,因此,這種情況和時機4是一樣的。

  時機3,當設備驅動程序執行長而重復的任務時,直接調用調度程序。在每次反復循環中,驅動程序都檢查need_resched的值,如果必要,則調用調度程序schedule()主動放棄CPU。

  時機4,如前所述,不管是從中斷、異常還是系統調用返回,最終都調用ret_from_sys_call(),由這個函數進行調度標志的檢測,如果必要,則調用調用調度程序。那麼,為什麼從系統調用返回時要調用調度程序呢?這當然是從效率考慮。從系統調用返回意味著要離開內核態而返回到用戶態,而狀態的轉換要花費一定的時間,因此,在返回到用戶態前,系統把在內核態該處理的事全部做完。

  下面簡單看一下每個時鐘中斷發生時內核要做的工作,首先對這個最頻繁的調度時機有一個大體了解,然後再詳細討論調度程序的具體工作過程。

  每個時鐘中斷(timer interrupt)發生時,由三個函數協同工作,共同完成進程的選擇和切換,它們是:schedule()、do_timer()及ret_form_sys_call()。

  schedule():進程調度函數,由它來完成進程的選擇(調度);

  do_timer():暫且稱之為時鐘函數,該函數在時鐘中斷服務程序中被調用,是時鐘中斷服務程序的主要組成部分,該函數被調用的頻率就是時鐘中斷的頻率即每秒鐘100次(簡稱100赫茲或100Hz);

  ret_from_sys_call():系統調用返回函數。當一個系統調用或中斷完成時,該函數被調用,用於處理一些收尾工作,例如信號處理、核心任務等等。

  這三個函數是如何協調工作的呢?

  時鐘中斷是一個中斷服務程序,它的主要組成部分就是時鐘函數do_timer(),由這個函數完成系統時間的更新、進程時間片的更新等工作,更新後的進程時間片counter作為調度的主要依據。

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