Linux進程調度
一、調度策略類型
Linux內核的進程是通過雙鏈表的方式將進程的struct task_struct結構連接在一起， task_struct結構裏面包含了與一個進程相關的全部信息(比如進程的狀態、優先級、進程的地址空間等)；每個進程都有一個唯一的進程描述符，linux就是通過進程描述符來感知一個進程的存在或者消亡，進程的結構定義在內核的<linux/sched.h>中。
下面是linux內核進程調度策略的定義
Linux進程調度
1、SCHED_NORMAL(SCHED_OTHER):普通的分時進程，這是普通的用戶進程，進程的缺省類型，採用動態優先調度策略，選擇進程的依據主要是根據進程goodness值的大小。這種進程在運行時，可以被高goodness值的進程搶先。
2、SCHED_FIFO:先入先出的實時進程，旦佔用cpu則一直運行。一直運行直到有更高優先級任務到達或自己放棄。
3、SCHED_RR:時間片輪轉的實時進程，每次調度，把CPU分配隊首進程，並令其執行一個時間片。當執行的時間片用完時，由一個記時器發出一個時鐘中斷請求，該進程被停止，並被送往就緒隊列末尾；依次循環。
4、SCHED_BATCH:批處理進程
5、SCHED_EDLE:只有系統空閒事才能夠被調度執行的進程
二、調度分類
1、CFS（Completely Fair Scheduler，CFS）調度類：SCHED_NORMAL、SCHED_BATH、SCHED_IDLE
2、實時調度類：SCHED_RR、SCHED_FIFO
三、調度時機
1、主動式：在內核中直接調用schedule()。當進程需要等待資源等而暫時停止運動時，會把狀態置於掛起（睡眠），並主動請求調度，讓出CPU。
2、被動式(搶佔)
用戶搶佔：Linux2.4、Linux2.6
內核搶佔：Linux2.6
（1）用戶搶佔
用戶搶佔發生在：從系統調用返回用戶空間、從中斷處理程序返回到用戶空間。
（2）內核搶佔：
在不支持內核搶佔的系統中，進程/線程一旦運行於內核空間，就一直執行，知道它主動放棄或時間片耗盡爲止。這樣一些非常緊急的進程或線程將長時間得不到運行。
在支持內核搶佔的系統中，更高優先級的進程/線程可以搶佔正在內核空間運行的低優先級進程/線程。
在支持內核搶佔的系統中，默寫特例下不允許內核搶佔：
a）內核正進行中斷處理。進程調度函數schedule（）會對此作出判斷，如果是在中斷中調用，會打印錯誤信息。
b）內核正在進行中斷上下文的Bottom Half（中斷的底半部）處理。硬件中斷返回前會和執行軟中斷，此時仍然處於中斷上下文中。
c）進程掙持有spinlock自旋鎖、writelock/readlock讀寫鎖等，當持有這些鎖時，不應該被搶佔，否則由於搶佔將導致其他CPU長期不能獲得鎖而死等。
d）內核正在執行調度程序Scheduler。搶佔的原因就是爲了新的調度，沒有理由將調度程序搶佔掉再運行調度程序。
爲了保證LInux內核在以上情況下不會被搶佔，搶佔式內核使用了一個變量preempt_count，稱爲內核搶佔計數。這一變量被設置在進程的thread_info結構中。每當內核要進入以上幾種狀態時，變量preempt_count就加1，指示內核不允許搶佔。每當內核從以上幾種狀態退出時，變量preempt_count就減1，同時進行可搶佔的判斷與調度。
內核搶佔可能發生在：
中斷處理程序完成，返回內核空間之前。
當內核代碼再一次具有可搶佔性的時候，如解鎖及使能軟中斷等。
四、Schedule函數工作流程：
1）清理當前運行的進程
2）選擇下一個要運行的進程（pick_next_task）
3）設置新進場的工作環境。
4）進程上下文切換。
五、進程描述符的分配：
Linux通過一slab分配器來創建task_struct進程結構，各個task_struct放在內核棧的尾端，只要通過一個棧指針就可以找到task_struct的位置，由於進程結構通過slab分配器動態地創建，所以在棧尾創建了一個新的結構struct thread_info，thread_info結構根據所選用的處理器架構不同會有小的差別，thread_info被定義在arch\xxx\Include\asm中(xxx表示所選用的處理器架構)，如MIPS架構的thread_info定義如下：
進程中的內核堆棧與進程描述符的關係如下圖：
