理解进程调度时机跟踪分析进程调度与进程切换的过程

“郭孟琦 + 原创作品转载请注明出处 + 《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000 ”

貌似是最后一周课了，竟然坚持下来了！！！！

1、在内核代码中搜索schedule()函数，看都是哪里调用了schedule()，判断我们课程内容中的总结是否准确；

一搜吓了一大跳，

Searched full:schedule (Results 1 - 25 of 1213) sorted by relevance

看来直接挨个看是不太实际了，这里我重点挑出了之前的课程内容中出现的schedule

想了想发现这实际上就是探究linux进程调度的时机

Linux进程调度时机主要有：

1、进程状态转换的时刻：进程终止、进程睡眠；

2、当前进程的时间片用完时（current->counter=0）；

3、设备驱动程序

4、进程从中断、异常及系统调用返回到用户态时；

时机1，进程要调用sleep（）或exit（）等函数进行状态转换，这些函数会主动调用调度程序进行进程调度；

时机2，由于进程的时间片是由时钟中断来更新的，因此，这种情况和时机4是一样的。

时机3，当设备驱动程序执行长而重复的任务时，直接调用调度程序。在每次反复循环中，驱动程序都检查need_resched的值，如果必要，则调用调度程序schedule()主动放弃CPU。

时机4，在system_call的结尾调用

596work_resched:
597	call schedule
598	LOCKDEP_SYS_EXIT

2、使用gdb跟踪分析一个schedule()函数

在系统调用结束后

确实调用了schedule，在跟踪时无法直接追踪汇编函数switch_to，因此还是直接分析代码吧

#define switch_to(prev, next, last)					\
32do {									\
33	/*								\
34	 * Context-switching clobbers all registers, so we clobber	\
35	 * them explicitly, via unused output variables.		\
36	 * (EAX and EBP is not listed because EBP is saved/restored	\
37	 * explicitly for wchan access and EAX is the return value of	\
38	 * __switch_to())						\
39	 */								\
40	unsigned long ebx, ecx, edx, esi, edi;				\
41									\
42	asm volatile("pushfl\n\t"		/* save    flags */	\
43		     "pushl %%ebp\n\t"		/* save    EBP   */	\
44		     "movl %%esp,%[prev_sp]\n\t"	/* save    ESP   */ \
45		     "movl %[next_sp],%%esp\n\t"	/* restore ESP   */ \
46		     "movl $1f,%[prev_ip]\n\t"	/* save    EIP   */	\
47		     "pushl %[next_ip]\n\t"	/* restore EIP   */	\
48		     __switch_canary					\
49		     "jmp __switch_to\n"	/* regparm call  */	\
50		     "1:\t"						\
51		     "popl %%ebp\n\t"		/* restore EBP   */	\
52		     "popfl\n"			/* restore flags */	\
53									\
54		     /* output parameters */				\
55		     : [prev_sp] "=m" (prev->thread.sp),		\
56		       [prev_ip] "=m" (prev->thread.ip),		\
57		       "=a" (last),					\
58									\
59		       /* clobbered output registers: */		\
60		       "=b" (ebx), "=c" (ecx), "=d" (edx),		\
61		       "=S" (esi), "=D" (edi)				\
62		       							\
63		       __switch_canary_oparam				\
64									\
65		       /* input parameters: */				\
66		     : [next_sp]  "m" (next->thread.sp),		\
67		       [next_ip]  "m" (next->thread.ip),		\
68		       							\
69		       /* regparm parameters for __switch_to(): */	\
70		       [prev]     "a" (prev),				\
71		       [next]     "d" (next)				\
72									\
73		       __switch_canary_iparam				\
74									\
75		     : /* reloaded segment registers */			\
76			"memory");					\
77} while (0)

这一过程非常 像一个超简单的系统内核 中的切换过程

1、新进程执行过，对于执行过的进程，只要保存好现在的现场（ebp存入堆栈中，esp（指向刚刚存进去的ebp）放入之前的thread结构体的sp中，eip放入thread结构体的ip中），恢复刚才的现场，也就是将新进程的eip，esp，ebp放出来。esp是直接从sp中赋给esp，eip从ip放入栈再通过ret弹出来（因为eip不能被直接修改），此时esp是指向刚才的ebp的（想不明白可以看esp存到sp里时指的是谁？）。但是弹出ebp这个过程要在ret之后，因为那个eip存的时候是指的1：，新的进程自然就会在它的1：处恢复

总结：学习完这门课 对堆栈 进程 有了很深刻的认识，也解决了ucos学习中不理解的很多问题。