Linux0.11 进程切换（十）

// kernel/sched.c

// 把当前任务置为不可中断的等待状态,并让睡眠队列头指针指向当前任务。
// 只有明确地唤醒时才会返回。该函数提供了进程与中断处理程序之间的同步机制。
// 函数参数 p 是等待任务队列头指针。指针是含有一个变量地址的变量。这里参数 p 使用了指针的
// 指针形式'**p',这是因为 C 函数参数只能传值,没有直接的方式让被调用函数改变调用该函数
// 程序中变量的值。但是指针' *p' 指向的目标(这里是任务结构)会改变,因此为了能修改调用该
// 函数程序中原来就是指针变量的值,就需要传递指针' *p' 的指针,即'**p'。参见图 8-6 中 p'指针。
// 的使用情况。
void sleep_on(struct task_struct **p)
{
  struct task_struct *tmp;
// 若指针无效,则退出。(指针所指的对象可以是 NULL,但指针本身不应该为 0)。另外,如果
// 当前任务是任务 0,则死机。因为任务 0 的运行不依赖自己的状态,所以内核代码把任务 0 置
// 为睡眠状态毫无意义。
  if (!p)
    return;
  if (current == &(init_task.task))
    panic("task[0] trying to sleep");
// 让 tmp 指向已经在等待队列上的任务(如果有的话),例如 inode->i_wait。并且将睡眠队列头
// 的等待指针指向当前任务。这样就把当前任务插入到了 *p 的等待队列中。然后将当前任务置。
// 为不可中断的等待状态,并执行重新调度。
  tmp = *p;
  *p = current;
  current->state = TASK_UNINTERRUPTIBLE;
  schedule();
// 只有当这个等待任务被唤醒时,调度程序才又返回到这里,表示本进程已被明确地唤醒(就
// 绪态)。既然大家都在等待同样的资源,那么在资源可用时,就有必要唤醒所有等待该资源
// 的进程。该函数嵌套调用,也会嵌套唤醒所有等待该资源的进程。这里嵌套调用是指当一个
// 进程调用了 sleep_on( 后就会在该函数中被切换掉,控制权被转移到其他进程中。此时若有
// 进程也需要使用同一资源,那么也会使用同一个等待队列头指针作为参数调用 sleep_on() 函
// 数,并且也会"陷入"该函数而不会返回。只有当内核某处代码以队列头指针作为参数 wake_up
// 了该队列,那么当系统切换去执行头指针所指的进程 A 时,该进程才会继续执行 163 行,把。
// 队列后一个进程 B 置位就绪状态(唤醒)。 而当轮到 B 进程执行时,它也才可能继续执行
// 163 行。若它后面还有等待的进程 C,那么它也会把 C 唤醒等。这里在 163 行前还应该添加。
// 一条语句:*p = tmp; 见 183 行上的解释。
  if (tmp)    // 若在其前还存在等待的任务,则也将其置为就绪状态(唤醒)。
    tmp->state=0;
}

// 文件路径 kernel/sched.c
/*
 *  'schedule()' is the scheduler function. This is GOOD CODE! There
 * probably won't be any reason to change this, as it should work well
 * in all circumstances (ie gives IO-bound processes good response etc).
 * The one thing you might take a look at is the signal-handler code here.
 *
 *   NOTE!!  Task 0 is the 'idle' task, which gets called when no other
 * tasks can run. It can not be killed, and it cannot sleep. The 'state'
 * information in task[0] is never used.
 */
/*
* 'schedule()'是调度函数。这是个很好的代码!没有任何理由对它进行修改,因为
* 它可以在所有的环境下工作(比如能够对 IO-边界处理很好的响应等)。只有一件
* 事值得留意,那就是这里的信号处理代码。
* 
*  注意!! 任务 0 是个闲置(' idle')任务,只有当没有其他任务可以运行时才调片
* 它。它不能被杀死,也不能睡眠。任务 0 中的状态信息'state' 是从来不用的。
*/
void schedule(void)
{
  int i,next,c;
  struct task_struct ** p;    // 任务结构指针的指针。

/* check alarm, wake up any interruptible tasks that have got a signal */
/* 检测 alarm(进程的报警定时值), 映醒任何已得到信号的可中断任务 */

// 从任务数组中最后一个任务开始循环检测 alarm。在循环时跳过空指针项。
  for(p = &LAST_TASK ; p > &FIRST_TASK ; --p)
    if (*p) {
// 如果设置过任务的定时值 alarm, 并且已经过期(alarm<jiffies), 则在信号位图中置 SIGALRM
// 信号, 即向任务发送 SIGALARM 信号。然后清 alarm。该信号的默认操作是终止进程。jiffies
// 是系统从开机开始算起的滴答数(10ms/滴答)。定义在 sched.h 第 139 行。
      if ((*p)->alarm && (*p)->alarm < jiffies) {
          (*p)->signal |= (1<<(SIGALRM-1));
          (*p)->alarm = 0;
        }
// 如果信号位图中除被阻塞的信号外还有其他信号,并且任务处于可中断状态,则置任务为就绪
// 状态。其中'~(_BLOCKABLE & (*p)->blocked)'用于忽略被阻塞的信号,但 SIGKILL 和 SIGSTOP
// 不能被阻塞。
      if (((*p)->signal & ~(_BLOCKABLE & (*p)->blocked)) &&
      (*p)->state==TASK_INTERRUPTIBLE)
        (*p)->state=TASK_RUNNING;   //置为就绪(可执行)状态。
    }

/* this is the scheduler proper: */
/* 这里是调度程序的主要部分 */
  while (1) {
    c = -1;
    next = 0;
    i = NR_TASKS;
    p = &task[NR_TASKS];
// 这段代码也是从任务数组的最后一个任务开始循环处理,并跳过不含任务的数组槽。比较每个
// 就绪状态任务的 counter(任务运行时间的遗减滴答计数)值,哪一个值大,运行时间还不长,
// next 就指向哪个的任务号。
    while (--i) {
      if (!*--p)
        continue;
      if ((*p)->state == TASK_RUNNING && (*p)->counter > c)
        c = (*p)->counter, next = i;
    }
// 如果比较得出有 counter 值不等于 0 的结果, 或者系统中没有一个可运行的任务存在(此时 c
// 仍然为-1,next=0),则退出 124 行开始的循环, 执行 141 行上的任务切换操作。否则就根据
// 每个任务的优先权值, 更新每一个任务的 counter 值, 然后回到 125 行重新比较。counter 值
// 的计算方式为 counter = counter /2 + priority。注意,这里计算过程不考虑进程的状态。
    if (c) break;
    for(p = &LAST_TASK ; p > &FIRST_TASK ; --p)
      if (*p)
        (*p)->counter = ((*p)->counter >> 1) +
            (*p)->priority;
  }
// 用下面宏(定义在 sched.h 中)把当前任务指针 current 指向任务号为 next 的任务,并切换
// 到该任务中运行。在 126 行 next 被初始化为 0。因此若系统中没有任何其他任务可运行时,
// 则 next 始终为 0。因此调度函数会在系统空闲时去执行任务 0。 此时任务 0 仅执行 pause()
// 系统调用,并又会调用本函数。
  switch_to(next);
}