8種機械鍵盤軸體對比

本人程序員，要買一個寫代碼的鍵盤，請問紅軸和茶軸怎么選？

Linux內(nèi)核課第八周作業(yè)。本文在云課堂中實驗樓完成。

原創(chuàng)作品轉(zhuǎn)載請注明出處 《Linux內(nèi)核分析》MOOC課程

１.進程調(diào)度的時機

中斷處理過程(包括時鐘中斷、I/O中斷、系統(tǒng)調(diào)用和異常)中，直接調(diào)用schedule()，或者返回用戶態(tài)時根據(jù)need_resched標記調(diào)用schedule()；內(nèi)核線程可以直接調(diào)用schedule()進行進程切換，也可以在中斷處理過程中進行調(diào)度，也就是說內(nèi)核線程作為一類的特殊的進程可以主動調(diào)度，也可以被動調(diào)度；

用戶態(tài)進程無法實現(xiàn)主動調(diào)度，僅能通過陷入內(nèi)核態(tài)后的某個時機點進行調(diào)度，即在中斷處理過程中進行調(diào)度。

2.進程的切換

為了控制進程的執(zhí)行，內(nèi)核必須有能力掛起正在CPU上執(zhí)行的進程，并恢復(fù)以前掛起的某個進程的執(zhí)行，這叫做進程切換、任務(wù)切換、上下文切換；

掛起正在CPU上執(zhí)行的進程，與中斷時保存現(xiàn)場是不同的，中斷前后是在同一個進程上下文中，只是由用戶態(tài)轉(zhuǎn)向內(nèi)核態(tài)執(zhí)行；

進程上下文包含了進程執(zhí)行需要的所有信息：用戶地址空間: 包括程序代碼，數(shù)據(jù)，用戶堆棧等

控制信息: 進程描述符，內(nèi)核堆棧等

硬件上下文(注意中斷也要保存硬件上下文只是保存的方法不同)

3.具體進程切換的代碼分析

schedule()函數(shù)選擇一個新的進程來運行，并調(diào)用context_switch進行上下文的切換，這個宏調(diào)用switch_to來進行關(guān)鍵上下文切換：主要調(diào)用過程：next = pick_next_task(rq, prev);//進程調(diào)度算法都封裝這個函數(shù)內(nèi)部

context_switch(rq, prev, next);//進程上下文切換

switch_to利用了prev和next兩個參數(shù)：prev指向當(dāng)前進程，next指向被調(diào)度的進程

1)schedule()函數(shù)

首先，切換時候，調(diào)用call schedule()；來執(zhí)行schedule()函數(shù)，如下圖所示：

使用struct task_struct *tsk = current; 來獲取當(dāng)前進程；sched_submit_work(tsk); 避免死鎖；最后調(diào)用＿schedule()來處理切換過程

２)＿schedule()函數(shù)

其中 need_resched:為切換前的變量準備：preempt_disable()；//禁止內(nèi)核搶占；

cpu = smp_processor_id(); //獲取當(dāng)前CPU

rq = cpu_rq(cpu); //獲取該CPU維護的運行隊列(run queue)

rcu_note_context_switch(cpu); //更新全局狀態(tài)，標識當(dāng)前CPU發(fā)生上下文的切換

prev = rq->curr; //運行隊列中的curr指針賦予prev。

其中的next=pick_next_task(rq, prev)來確定使用哪一種進程調(diào)度的策略，但總是選擇了下一個進程來進行切換，即根據(jù)調(diào)度策略選擇一個優(yōu)先級最高的任務(wù)將其定為下一個進程，最后都是調(diào)用context_switch來進行進程上下文的切換過程．

３)context_switch函數(shù)解析

其中prepare_task_switch()函數(shù)是完成切換前的準備工作；接著后面判斷當(dāng)前進程是不是內(nèi)核線程，如果是內(nèi)核線程，則不需要切換上下文

接著調(diào)用switch_mm(),把虛擬內(nèi)存從一個進程映射切換到新進程中

調(diào)用switch_to(),從上一個進程的處理器狀態(tài)切換到新進程的處理器狀態(tài)。這包括保存、恢復(fù)棧信息和寄存器信息如果next是內(nèi)核線程，則線程使用prev所使用的地址空;schedule( )函數(shù)把該線程設(shè)置為懶惰TLB模式

事實上，每個內(nèi)核線程并不擁有自己的頁表集(task_struct->mm = NULL)；更確切地說，它使用一個普通進程的頁表集。不過，沒有必要使一個用戶態(tài)線性地址對應(yīng)的TLB表項無效，因為內(nèi)核線程不訪問用戶態(tài)地址空間。

如果next是一個普通進程，schedule( )函數(shù)用next的地址空間替換prev的地址空間

|————————————–|

| } else |

| switch_mm(oldmm, mm, next); |

|————————————–|

如果prev是內(nèi)核線程或正在退出的進程，context_switch()函數(shù)就把指向prev內(nèi)存描述符的指針保存到運行隊列的prev_mm字段中，然后重新設(shè)置prev->active_mm

context_switch()最后調(diào)用switch_to()執(zhí)行prev和next之間的進程切換了

|———————————-|

| switch_to(prev, next, prev); |

|———————————-|

return prev;

}

４)switch_to()函數(shù)解析

switch_to(prev, next, prev)：切換堆棧和寄存器的狀態(tài)．

switch_to是一個宏定義，完成的工作主要是：

(1)保存當(dāng)前進程的flags狀態(tài)和當(dāng)前進程的ebp1

2"pushflnt"

"pushl %%ebpnt"/* save EBP */

(2)完成內(nèi)核堆在esp的切換1

2"movl %%esp,%[prev_sp]nt" /* save ESP */

"movl %[next_sp],%%espnt" /* restore ESP */

進程切換的時候，要修改堆棧，eip等數(shù)據(jù)．在switch_to中完成了這個工作。

(3)保存eip的值1

2"movl $1f,%[prev_ip]nt" /* save EIP */

"pushl %[next_ip]nt" /* restore EIP */

將標號1:的地址保存到prev->thread.ip中，然后下一次該進程被調(diào)用的時候，就從１的位置開始執(zhí)行。注明：如果之前next也被switch_to出去過，那么next->thread.ip里存的就是下面這個1f的標號，但如果next進程剛剛被創(chuàng)建，之前沒有被switch_to出去過，那么next->thread.ip里存的將是ret_ftom_fork，即進程剛剛被fork后執(zhí)行exec．

(4)jmp __switch_to

讓參數(shù)不壓入堆棧，而是使用寄存器傳值，來調(diào)用__switch_to eax存放prev,edx存放next。

二.gdb跟蹤schedule函數(shù)

小結(jié)：整個schedule的執(zhí)行過程如下圖所示

|———————————-|

schedule

sched_submit_work(tsk)

_schedule()

pick_next_task

context_switch(rq,prev,next)

prepare_task_switch

判斷是不是內(nèi)核線程

switch_mm

switch_to

_switch_to

finish_task_switch

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的linux swi 内核sp,Linux内核分析课程8_进程调度与进程切换过程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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