Linux 2.4进程调度分析 6

六． 其他核心应用的调度相关部分

系统中很多技术都和调度器相关，这里仅就其中几个稍作展开，并且不涉及该技术的细节，仅就其中与调度器相关的部分进行讨论，假定读者对于该技术有初步的了解。

1. IDLE进程

系统最初的引导进程（init_task）在引导结束后即成为cpu 0上的idle进程。在每个cpu上都有一个idle进程，正如上文所言，这些进程登记在init_tasks[]数组中，并可用idle_task()宏访问（见上"相关数据结构"）。idle进程不进入就绪队列，系统稳定后，仅当就绪队列为空的时候idle进程才会被调度到。

init_task的task_struct是静态配置的，定义在[include/linux/sched.h]中的INIT_TASK()宏中，其中与调度相关的几个属性分别是：

• state：TASK_RUNNING；
• counter：10*HZ/100；i386上大约100ms
• nice：0；缺省的优先级
• policy：SCHED_OTHER；非实时进程
• cpus_runnable：-1；全1，未在任何cpu上运行
• cpus_allowed：-1；全1，可在任何cpu上运行

在smp_init()中（实际上是在[arch/i386/kernel/smpboot.c]中的smp_boot_cpus()中），init_task的processor属性被设为0，对应的schedule_data也设置好相应的值。在创建了一个核心线程用于执行init()函数之后（[/init/main.c]rest_init()），init_task设置自己的need_resched等于1，然后调用cpu_idle()进入IDLE循环。

在cpu_idle()中，init_task的nice值被设为20（最低优先级），counter为-100（无意义的足够小），然后cpu_idle()进入无限循环：

/* 节选自[arch/i386/kernel/processs.c] cpu_idle() */ while (1) {                     void (*idle)(void) = pm_idle;                     if (!idle)                                idle = default_idle;                     while (!current->need_resched)                                idle();                     schedule();                     check_pgt_cache(); }

 

初始化过程中第一次执行cpu_idle()，因need_resched为1，所以直接启动schedule()进行第一次调度。如上文所述，schedule()会清掉need_resched位，因此，之后本循环都将执行idle()函数，直至need_resched再被设置为非0（比如在reschedule_idle()中，见上"调度器工作时机"）。

idle()函数有三种实现可能：

• default_idle()，执行hlt指令；
• poll_idle()，如果核心参数上定义了"idle=poll"，则pm_idle会指向poll_idle()，它将need_resched设置为特殊的-1，然后反复循环直到need_resched不等于-1。因为poll_idle()采用更高效的指令，所以运行效率比default_idle()要高；
• 电源管理相关的idle过程，例如APM和ACPI模块中定义的idle过程。

因为仅当就绪队列为空的时候才会调度到idle进程，所以，只有在系统完全空闲时才会执行check_pgt_cache()操作，清理页表缓存。

2. 进程创建

系统中除了init_task是手工创建的以外，其他进程，包括其他CPU上的idle进程都是通过do_fork()创建的，所不同的是，创建idle进程时使用了CLONE_PID标志位。

在do_fork()中，新进程的属性设置为：

• state：TASK_UNINTERRUPTIBLE
• pid：如果设置了CLONE_PID则与父进程相同（仅可能为0），否则为下一个合理的pid
• cpus_runnable：全1；未在任何cpu上运行
• processor：与父进程的processor相同；子进程在哪里创建就优先在哪里运行
• counter：父进程counter值加1的一半；同时父进程自己的counter也减半，保证进程不能通过多次fork来偷取更多的运行时间（同样，在子进程结束运行时，它的剩余时间片也将归还给父进程，以免父进程因创建子进程而遭受时间片的损失）
• 其他值与父进程相同

子进程通过SET_LINKS()链入进程列表，然后调用wake_up_process()唤醒（见上"调度器工作时机"）。