分类： LINUX
2008-12-24 11:05:05
Linux进程调度在编译时可以有多种选择，可以有实时调度模块(Real-Time Scheduling Class，见sched_rt.c)，空闲任务调度(idle-task scheduling class,见sched_idletask.c)，以及在这里要分析的完全公平调度(Completely Fair Scheduling,见sched_fair.c)。
进程调度的主函数为schedule()位于sched.c中。Schedule()通过sched_init()对不同sched_class的选择来对进程进行调度的。当然，首先得通过#ifdef来对当前编译所制定的进程调度方式进行选择
#ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
static void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
struct sched_entity *se, int cpu, int add,
struct sched_entity *parent)
{……}
#endif
#ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
static void init_tg_rt_entry(struct task_group *tg, struct rt_rq *rt_rq,
struct sched_rt_entity *rt_se, int cpu, int add,
struct sched_rt_entity *parent)
{……}
#endif
在sched_init()中，则针对不同的CONFIG参数，对调度方式进行初始化。在设置完不同CONFIG参数的功能后，则用include将"sched_stats.h""sched_idletask.c" "sched_fair.c""sched_rt.c”文件包含进sched.c。，并对一些需要用到的函数进行定义，同时对SMP中的CPU选定，任务的迁移，等待没有激活的进程等函数进行定义。
整个的sched.c函数，实现进程的唤醒try_to_wake_up()，执行有关调度设置一个新分叉的进程页p，不将其插入运行时队列。wake_up_new_task()则是唤醒一个新创建进程第一次运行。finish_task_switch()完成进程的切换。context_switch()上下文的选择。接着则是对在SMP中的任务的平衡、迁移、寻找最繁忙的组等，应该说在sched.c中对smp的具体实现费了很大的功夫，不过作为进程的调度，也是应当多考虑到多处理器间负载的平衡，否则多处理器的性能将会大打折扣，无法发挥其应用的性能。针对SMP来说调度程序不仅仅是在每个进程之间，而且也是要在CPU间做到一个负载的均衡。在schedule()之后通过一系列的sys_sched的get和set函数来对优先级和cpu的亲和力进行设置。最后的代码则时针对不同的调度方式初始化sched_init()以及相应的运行时队列等。并对进程组进行一系列的设置。
以schedule()为例来看看进程调度的过程
1、 初始化变量，cpu为当前进程运行的cpu的编号，rq为当前cpu的运行队列，增加当前CPU静态计数器，prew为当前运行进程，将当前进程上下文切换计数器的值交给switch_count，释放内核锁
2、 禁止本地中断，更新rq时钟，自旋锁锁住rq，清除prev的TIF_NEED_RESCHED标志
3、 如果prev不是可运行状态，而且没有在内核态被抢占，从运行队列删除prev。如果他是非阻塞信号，状态为TASK_INTERRUPTIBLE，把该进程的状态设置为TASK_RUNNING，并将其插入运行队列
4、 当运行队列的数量不为0时，进行CPU负载调节
5、 将prew设置成运行队列的前一个进程，获取下一个进程
6、 如果prev和next进程为不同的进程，则调用sched_info_switch()切换进程，运行队列的变更计数器加1，将运行队列的当前进程设置为next，选择计时器加1，变更到新的内存管理和新的线程寄存器状态，获得当前cpu ID,将其运行队列设置乘当前运行队列。否则，释放自旋锁
7、 重新获得的当前内核锁不小于0时，则返回第二步执行
8、 在不重新调度的情况下开启优先级
9、 当线程的标记没有TIF_NEED_RESCHED时，返回第一步执行
在Linux驱动开发过程中，需要对暴露的接口进行定义，内核就可以按照已有的套路对硬件进行操纵。再回过头来看看Linux进程调度的主函数sched.c中，应该实现的有对sched_class这个模块的调用来达到进程间切换的目的，但是在实际的代码当中，糅进了本该属于sched_rt.c和sched_cfs.c的东西，代码没有表现出高内聚低耦合的特性。在需要更改进程调度以及添加一个新进程调度方式的时候，sched.c也要进行大刀阔斧的改动。但是Linux进程调度的的种类相对Linux驱动来说就显的很少了，如何使代码更加高效就显得更加重要了，而且在2.6.23之前都是采用的RT调度方式，在2.6.23之后为了增加CFS进程调度而重新设计进程调度的架构就显的不那么重要了，毕竟进程调度的方式相对来说还是很固定的。
