linux的進(jìn)程調(diào)度發(fā)生的情況：1、進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)刻，進(jìn)程終止、進(jìn)程睡眠，進(jìn)程要調(diào)用“sleep()”或“exit()”等函數(shù)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，這些函數(shù)會(huì)主動(dòng)調(diào)用調(diào)度程序進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度；2、當(dāng)前進(jìn)程的“current->counter=0”時(shí)，進(jìn)程的時(shí)間片是由時(shí)鐘中斷來(lái)更新的；3、當(dāng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序執(zhí)行長(zhǎng)而重復(fù)的任務(wù)時(shí)，直接調(diào)用調(diào)度程序；4、進(jìn)程從中斷、異常及系統(tǒng)調(diào)用返回到用戶態(tài)時(shí)。

本教程操作環(huán)境：linux7.3系統(tǒng)、Dell G3電腦。

linux的進(jìn)程調(diào)度發(fā)生在什么情況下

Linux的調(diào)度程序是一個(gè)叫Schedule()的函數(shù)，由它來(lái)決定是否要進(jìn)行進(jìn)程的切換。而所謂的調(diào)度時(shí)機(jī)則是在什么情況下執(zhí)行調(diào)度程序。

Linux進(jìn)程調(diào)度采用的是搶占式多任務(wù)處理，所以進(jìn)程之間的掛起和繼續(xù)運(yùn)行無(wú)需彼此之間的協(xié)作。

主要有一下幾種狀況：

• 進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)刻：進(jìn)程終止、進(jìn)程睡眠；

進(jìn)程要調(diào)用sleep()或exit()等函數(shù)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，這些函數(shù)會(huì)主動(dòng)調(diào)用調(diào)度程序進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度；

• 當(dāng)前進(jìn)程的時(shí)間片用完時(shí)(current->counter=0)；

由于進(jìn)程的時(shí)間片是由時(shí)鐘中斷來(lái)更新的，因此，這種情況和時(shí)機(jī)4是一樣的。

• 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序

當(dāng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序執(zhí)行長(zhǎng)而重復(fù)的任務(wù)時(shí)，直接調(diào)用調(diào)度程序。在每次反復(fù)循環(huán)中，驅(qū)動(dòng)程序都檢查need_resched的值，如果必要，則調(diào)用調(diào)度程序schedule()主動(dòng)放棄CPU。

• 進(jìn)程從中斷、異常及系統(tǒng)調(diào)用返回到用戶態(tài)時(shí)；

如前所述，不管是從中斷、異常還是系統(tǒng)調(diào)用返回，最終都調(diào)用ret_from_sys_call()，由這個(gè)函數(shù)進(jìn)行調(diào)度標(biāo)志的檢測(cè)，如果必要，則調(diào)用調(diào)用調(diào)度程序。

擴(kuò)展知識(shí)

在Linux中，進(jìn)程的運(yùn)行時(shí)間不可能超過(guò)分配給他們的時(shí)間片，他們采用的是搶占式多任務(wù)處理，所以進(jìn)程之間的掛起和繼續(xù)運(yùn)行無(wú)需彼此之間的協(xié)作。

在一個(gè)如linux這樣的多任務(wù)系統(tǒng)中，多個(gè)程序可能會(huì)競(jìng)爭(zhēng)使用同一個(gè)資源，在這種情況下，我們認(rèn)為，執(zhí)行短期的突發(fā)性工作并暫停運(yùn)行以等待輸入的程序，要比持續(xù)占用處理器以進(jìn)行計(jì)算或不斷輪詢系統(tǒng)以查看是否有輸入到達(dá)的程序要更好。我們稱表現(xiàn)好的程序?yàn)閚ice程序，而且在某種意義上，這個(gè)nice 是可以被計(jì)算出來(lái)的。操作系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)程的nice值來(lái)決定它的優(yōu)先級(jí)，一個(gè)進(jìn)程的nice值默認(rèn)為0并將根據(jù)這個(gè)程序的表現(xiàn)不斷變化。長(zhǎng)期不間斷運(yùn)行的程序的優(yōu)先級(jí)一般會(huì)比較低。

為什么從系統(tǒng)調(diào)用返回時(shí)要調(diào)用調(diào)度程序呢？

這當(dāng)然是從效率考慮。從系統(tǒng)調(diào)用返回意味著要離開(kāi)內(nèi)核態(tài)而返回到用戶態(tài)，而狀態(tài)的轉(zhuǎn)換要花費(fèi)一定的時(shí)間，因此，在返回到用戶態(tài)前，系統(tǒng)把在內(nèi)核態(tài)該處理的事全部做完。

下面簡(jiǎn)單看一下每個(gè)時(shí)鐘中斷發(fā)生時(shí)內(nèi)核要做的工作，首先對(duì)這個(gè)最頻繁的調(diào)度時(shí)機(jī)有一個(gè)大體了解，然后再詳細(xì)討論調(diào)度程序的具體工作過(guò)程。

每個(gè)時(shí)鐘中斷(timer interrupt)發(fā)生時(shí)，由三個(gè)函數(shù)協(xié)同工作，共同完成進(jìn)程的選擇和切換，它們是：schedule()、do_timer()及ret_form_sys_call()。

schedule()：進(jìn)程調(diào)度函數(shù)，由它來(lái)完成進(jìn)程的選擇(調(diào)度)；

do_timer()：暫且稱之為時(shí)鐘函數(shù)，該函數(shù)在時(shí)鐘中斷服務(wù)程序中被調(diào)用，是時(shí)鐘中斷服務(wù)程序的主要組成部分，該函數(shù)被調(diào)用的頻率就是時(shí)鐘中斷的頻率即每秒鐘100次(簡(jiǎn)稱100赫茲或100Hz)；

ret_from_sys_call()：系統(tǒng)調(diào)用返回函數(shù)。

當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用或中斷完成時(shí)，該函數(shù)被調(diào)用，用于處理一些收尾工作，例如信號(hào)處理、核心任務(wù)等等。

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