linux0.11学习之schedule

在一个操作系统中，最重要的部分就是任务调度，linux的0.11版本的任务调度函数比较简单，所以学习任务调度的原理非常适用。

下面我们贴出来schedule函数的代码。

  12 /*3  *  'schedule()' is the scheduler function. This is GOOD CODE! There4  * probably won't be any reason to change this, as it should work well5  * in all circumstances (ie gives IO-bound processes good response etc).6  * The one thing you might take a look at is the signal-handler code here.7  *8  *   NOTE!!  Task 0 is the 'idle' task, which gets called when no other9  * tasks can run. It can not be killed, and it cannot sleep. The 'state'10  * information in task[0] is never used.11  */12 void schedule(void)13 {14     int i,next,c;15     struct task_struct ** p;1617 /* check alarm, wake up any interruptible tasks that have got a signal */1819     for(p = &LAST_TASK ; p > &FIRST_TASK ; --p)20         if (*p) {21             if ((*p)->alarm && (*p)->alarm < jiffies) {22                     (*p)->signal |= (1<<(SIGALRM-1));23                     (*p)->alarm = 0;24                 }25             if (((*p)->signal & ~(_BLOCKABLE & (*p)->blocked)) &&26             (*p)->state==TASK_INTERRUPTIBLE)27                 (*p)->state=TASK_RUNNING;28         }2930 /* this is the scheduler proper: */3132     while (1) {33         c = -1;34         next = 0;35         i = NR_TASKS;36         p = &task[NR_TASKS];37         while (--i) {38             if (!*--p)39                 continue;40             if ((*p)->state == TASK_RUNNING && (*p)->counter > c)41                 c = (*p)->counter, next = i;42         }43         if (c) break;44         for(p = &LAST_TASK ; p > &FIRST_TASK ; --p)45             if (*p)46                 (*p)->counter = ((*p)->counter >> 1) +47                         (*p)->priority;48     }49     switch_to(next);50 }

从代码注释中，我们可以看到linus本人对这段代码是比较推崇的。这段代码可以运行在任何边界，没有理由修改这段代码。有一点需要注意的是信号处理的代码。任务是一个空闲任务，只有在其他任务没有运行时该空闲任务才会被运行。空闲任务不能被杀死，也不能睡眠。它的tcb即task[0].state，任务状态信息从来不用的。

接下来我们来分析代码。

14，15行定义了一些变量，要说明的是p 这是一个双重指针，双重针指向的类型是任务数据块.数据块里面存放着一个任务的所有信息。

19-28行的代码作用是进行的报警定时值，唤醒任何已经得到信号的可中断任务。

19行开始for循环从最后一个任务开始向前开始遍历所有的任务。

20行判断该任务是否存在，不存在则跳过。

21行判断如果设置过该任务的定时值，且该定时值已经过期则，在信号位图中置位SIGALRM，并清alarm.

要说明的一点是jiffies变量是系统开机开始算起的计时数 10ms/滴答

25.26行如果信号位图中除了被阻塞的信号外还有其它信号，并且任务处于可中断状态，则任务置位就绪态。 ~(_BLOCKABLE & (*p)->blocked)为忽略阻塞信号。

32到48行是调度程序中主要的部分。

先对几个变量进行说明。

(*p)->counter 表示任务状态的剩余滴答计数。

i表示任务标号，p表示任务数组的地址。

c和next用来保存(*p)->counter和i

这里需要对i和p进行说明。初始

i = NR_TASKS;

p =&task[NR_TASKS]

这两个都是无效值，因为NR_TASKS，用宏定义为64，也就是最多运行64个任务。但因为有任务0，所以任务数只能从0-63.

所以在37，38行判断前对i和p都进行了前减减操作。

39行也是为了判断任务存在，不存在的任务跳过。

40和41行是为了找到当前所有任务中即处于就绪态，且剩余的滴答计时最多的任务。

43行如果找到当前所有任务中即处于就绪态，且剩余的滴答计时最多的任务。跳出循环到49行进行任务切换。

如果当前就绪的所有任务的剩余的滴答数都为0，则重新为所有任务都分配滴答数。

45行为跳过不存在的任务。

46.47行为任务重新分配滴答数。

(*p)->counter = ((*p)->counter >> 1) + (*p)->priority;

算法为counter = counter/2 + priority

44到48行是为所有的任务都重新分配滴答数。因为之前40行判断的时候可能处于非就绪状态的任务滴答数可能不为0，所以本次分配要对那些在40行判断非就绪状态的任务的滴答数加上之前剩余的一半再加上自己的优先级。

此时系统中就绪态的任务的滴答数已经重新分配，所以循环回32行，可以重新找到就绪态的最大滴答数的任务。

然后在43行通过break退出循环，执行任务切换。

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