内核调度 之schedule

学OS的时候经常讲到处理机（即CPU）的调度也即任务的调度，现如今与linux的内核代码联系起来。

理解处理机调度要回答3个问题：

1> 调度的时机

2> 调度的策略

3> 调度的实现

 

高级调度：  为任务建立PCB，装入内存

中级调度： 为提高吞吐量和利用率，将任务临时换出内存（swap）

低级调度： 进程调度，为进程分配CPU

 

考虑的因素：

公平    资源利用率    响应时间    周转时间   吞吐量

 

调度的策略：

FIFO， 时间片轮转， 优先权调度（可抢占/不可抢占）， 多级反馈带优先级的时间片轮转， 实时调度

 

进程的状态

RUNNING  （ready or running on CPU）

BLOCKED  （interruptable or uninterruptable）

STOPPED

 

进程调度的时机

1. 进程退出（正常退出或者因错退出）

2. 进程blocked（等待资源，调用信号量等都是设置为interruptable 或 uninterruptable， 然后主动调用schedule。进程被唤醒时只更新running队列，不进行调度）

3. 时间片到（实质也是中断程序返回时调用schedule）

4. 新创建高优先级进程（本质为系统调用返回）

5. 进程调用sleep睡眠（设置为TASK_UNINTERRUPTIBLE，然后schedule）

从中断、异常以及系统调用返回时调用ret_from_sys_call，会检测调度标识决定是否要调度。因为内核态和用户态之间的切换需要开销，所以返回前把可以做的都做掉。

 

任务结构中对应调度的字段为：
 need_resched：如果schedule()函数需要在下次唤醒，则设置本字段。
 counter：到下次运行调度时间片剩余的时间嘀哒，由定时器递减。当这个字段的值小于或者等于零时，它被重置为零，同时设置p->need_resched。由于这个可以被进程自身修改，有时也称之为“动态优先级”。
 priority：进程的静态优先级，仅能被系统调用如nice函数，POSIX.1b 的sched_setparam函数，4.4BSD/SVR4 的setpriority函数修改。
 rt_priority：实时优先权。
 policy: 调度策略，指定任务所属的调度种类，任务可以通过调用sched_setscheduler函数修改它。有效的值为 SCHED_OTHER (传统UNIX进程)，SCHED_FIFO (POSIX.1b的FIFO 实时进程)和SCHED_RR (POSIX循环实时进程)。如果要标识进程绑定到某个CPU，则可以将SCHED_YIELD与其他任何值“或”操作。

 什么时候设置need_resched呢？一个主要地方是在时钟中断中。时钟中断中会调用update_process_times，会设置进程的need_sched标识。时钟中断不会调用schedule，而是中断返回的时候统一调用。