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Linux 进程管理之调度和进程切换

什么是调度？按照某种调度算法，从进程的ready队列中选择进程给CPU。 为什么要调度？为了最大限度的利用CPU。 调度相关结构体 task_struct ?...，可以抢占其他所有进程，不能被其他进程抢占； Deadline调度器：使用红黑树，把进程按照绝对截止期限进行排序，选择最小进程进行调度运行； RT调度器：为每个优先级维护一个队列； CFS调度器：采用完全公平调度算法...以 scheduler_tick 和 wake_up_process 为例： ? 关于是否需要设置TIF_NEED_RESCHED的依据涉及到具体的调度算法，等我们讲到具体调度器时再详细讲。 2....抢占可分为内核态抢占和用户态抢占 用户态抢占 ret_to_user是系统调用，异常触发，中断处理完成后都会调用的函数。 ? 内核态抢占 ?...关于选择task的策略涉及到不同的调度类，等我们讲到具体调度器的时候再展开，这里重点讲下上下文切换的函数 context_switch，进程上下文切换主要涉及到两部分主要过程：进程地址空间切换和处理器状态切换

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Linux进程调度_linux进程的查看和调度

Linux 系统为了提升响应的速度，倾向于优先调度 I/O 消耗型。...—— 小结 实时进程优先级：value 越高，优先级越大 普通进程优先级：nice值越高，普通进程的优先级越小 任何实时进程的优先级 > 普通进程 Linux 调度算法 ---- Linux 中有一个总的调度结构...对于实时调度策略分为两种：SCHED_FIFO 和 SCHED_RR： 这两种进程都比任何普通进程的优先级更高（SCHED_NORMAL），都会比他们更先得到调度。...Linux 调度时机 ---- 一、进程切换 从进程的角度看，CPU是共享资源，由所有的进程按特定的策略轮番使用。...进程切换分为自愿切换(Voluntary)和强制切换(Involuntary)，以上场景1属于自愿切换，场景2和3属于强制切换。

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Linux进程调度策略的发展和演变--Linux进程的管理与调度(十六）

注意Linux通过将进程和线程调度视为一个，同时包含二者。进程可以看做是单个线程，但是进程可以包含共享一定资源（代码和/或数据）的多个线程。因此进程调度也包含了线程调度的功能....Linux调度器使用了环形队列用于可运行的任务管理, 使用循环调度策略. 此调度器添加和删除进程效率很高（具有保护结构的锁）。简而言之，该调度器并不复杂但是简单快捷....此外Linux 2.6内核支持内核态抢占，因此更好地支持了实时进程。 相对于前任，O(1)调度器还更好地区分了交互式进程和批处理式进程。 Linux 2.6内核也支持三种调度策略。...红黑树是平衡树，调度器每次总最左边读出一个叶子节点，该读取操作的时间复杂度是O(LogN) 4.3.4 调度器管理器 为了支持实时进程，CFS提供了调度器模块管理器。...各种不同的调度器算法都可以作为一个模块注册到该管理器中。不同的进程可以选择使用不同的调度器模块。2.6.23中，CFS实现了两个调度算法，CFS算法模块和实时调度模块。

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Linux进程调度器概述--Linux进程的管理与调度(十五）

), 也可能是CPU受限的(比如图形绘制程序) 2.2 实时进程与普通进程 在linux中, 调度算法可以明确的确认所有实时进程的身份, 但是没办法区分交互式程序和批处理程序(统称为普通进程), linux2.6...对于普通进程，则需要区分交互式和批处理式的不同。传统Linux调度器提高交互式应用的优先级，使得它们能更快地被调度。而CFS和RSDL等新的调度器的核心思想是”完全公平”。...这个设计理念不仅大大简化了调度器的代码复杂度，还对各种调度需求的提供了更完美的支持. 注意Linux通过将进程和线程调度视为一个，同时包含二者。...因此进程调度也包含了线程调度的功能. linux进程的调度算法其实经过了很多次的演变, 但是其演变主要是针对与普通进程的, 因为前面我们提到过根据进程的不同分类Linux采用不同的调度策略.实时进程和普通进程采用了不同的调度策略...每个进程刚好属于某一调度类, 各个调度类负责管理所属的进程. 通用调度器自身不涉及进程管理, 其工作都委托给调度器类.

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Linux进程调度器的设计--Linux进程的管理与调度(十七）

而CFS和RSDL等新的调度器的核心思想是”完全公平”。这个设计理念不仅大大简化了调度器的代码复杂度，还对各种调度需求的提供了更完美的支持. 注意Linux通过将进程和线程调度视为一个，同时包含二者。...每个进程刚好属于某一调度类, 各个调度类负责管理所属的进程. 通用调度器自身不涉及进程管理, 其工作都委托给调度器类....暂时没弄明白 3 进程调度的数据结构 调度器使用一系列数据结构来排序和管理系统中的进程....这将驱动运行时（running）抢占 task_new 内核调度程序为调度模块提供了管理新任务启动的机会, 用于建立fork系统调用和调度器之间的关联, 每次新进程建立后, 则用new_task通知调度器...参照 linux调度器源码分析 - 概述(一) 通过的调度策略对象–调度类 linux下每个进程都由自身所属的调度类进行管理， sched_class结构体表示调度类, 调度类提供了通用调度器和各个调度器之间的关联

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Linux进程核心调度器之主调度器schedule--Linux进程的管理与调度(十九）

内核为了支撑内核抢占, 提供了很多机制和结构, 必要时候开关内核抢占也是必须的, 这些函数定义在include/linux/preempt.h, L145 #define preempt_disable...函数, 去查找最优的那个进程, 当然因为大多数情况下, 系统中全是CFS调度的非实时进程, 因而linux内核也有一些优化的策略 其执行流程如下 如果当前cpu上所有的进程都是cfs调度的普通非实时进程..., 也就是说多数情形下, 我们的linux中进程全是cfs调度的 而likely这个宏业表明了这点, 这也是gcc内建的一个编译选项, 它其实就是告诉编译器表达式很大的情况下为真, 编译器可以对此做出优化...Linux相比与其他操作系统（包括其他类 Unix 系统）有很多的优点，其中有一项就是，其上下文切换和模式切换的时间消耗非常少. 1.4.2 context_switch流程 context_switch...这包括保存、恢复栈信息和寄存器信息 2.3 调度的内核抢占和用户抢占 内核在完成调度的过程中总是先关闭内核抢占, 等待内核完成调度的工作后, 再把内核抢占开启, 如果在内核完成调度器过程中, 这时候如果发生了内核抢占

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linux进程调度

调度策略 进程可以分为实时进程和普通进程，对于这两种不同类型的进程肯定有不同的调度策略，task_struct中的policy就用来表示调度策略。...SCHED_RR，时间片轮转调度，也是高优先级可以抢占低优先级，对于同优先级新来的排到队尾，每个进程都执行一个时间片，然后换下一个进程。...普通调度策略有 SCHED_NORMAL， SCHED_BATCH，SCHED_IDLE SCHED_NORMAL：普通的进程 SCHED_BATCH：后台进程 SCHED_IDLE：空闲时运行的进程...stop_sched_class：优先级最高的进程使用该策略，可以打断所有其他进程，并且该进程不会被抢占 rt_sched_class：RR算法或者FIFO算法的调度策略，具体由该进程的task_struct...fair_sched_class：普通进程的调度策略 CFS调度算法 CFS（completed fair Schedule）完全公平调度，适用于普通进程调度。

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Linux进程ID号--Linux进程的管理与调度（三）【转】

Linux 内核使用 task_struct 数据结构来关联所有与进程有关的数据和结构，Linux 内核所有涉及到进程和程序的所有算法都是围绕该数据结构建立的，是内核中最重要的数据结构之一。...，本篇文章只关注该数据结构如何来组织和管理进程ID的。...进程ID概述 进程ID类型 要想了解内核如何来组织和管理进程ID，先要知道进程ID的类型： 内核中进程ID的类型用pid_type来描述,它被定义在include/linux/pid.h中： enum...在fork函数中对其进行赋值的 tgid 指该进程的线程描述符。在linux内核中对线程并没有做特殊的处理，还是由task_struct来管理。所以从内核的角度看， 用户态的线程本质上还是一个进程。...pid时候，只需要查找pidmap位图即可 那么最终，linux下进程命名空间和进程的关系结构如下： ?

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linux进程调度

进程提供了两种优先级，一种是普通的进程优先级，第二个是实时优先级。前者适用SCHED_NORMAL调度策略，后者可选SCHED_FIFO或SCHED_RR调度策略。...总而言之，对于实时进程，高优先级的进程先执行，它执行到没法执行了，才轮到低优先级的进程执行。 2.非实时进程的调度 Linux对普通的进程，根据动态优先级进行调度。...Linux下，静态优先级是用户不可见的，隐藏在内核中。...因为，不仅要考虑静态优先级，也要考虑进程的属性。例如如果进程属于交互式进程，那么可以适当的调高它的优先级，使得界面反应地更加迅速，从而使用户得到更好的体验。Linux2.6 在这方面有了较大的提高。...Linux2.6认为，交互式进程可以从平均睡眠时间这样一个measurement进行判断。进程过去的睡眠时间越多，则越有可能属于交互式进程。

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Linux下的进程类别（内核线程、轻量级进程和用户进程）--Linux进程的管理与调度（四）

处理器竞争：可以在全系统范围内竞争处理器资源； 使用资源：唯一使用的资源是内核栈和上下文切换时保持寄存器的空间 调度：调度的开销可能和进程自身差不多昂贵 同步效率：资源的同步和数据共享比整个进程的数据同步和共享要低一些...轻量级进程 轻量级进程(LWP)是建立在内核之上并由内核支持的用户线程，它是内核线程的高度抽象，每一个轻量级进程都与一个特定的内核线程关联。内核线程只能由内核管理并像普通进程一样被调度。...轻量级进程由clone()系统调用创建，参数是CLONE_VM，即与父进程是共享进程地址空间和系统资源。 与普通进程区别：LWP只有一个最小的执行上下文和调度程序所需的统计信息。...上图是最初的一个用户线程模型，从中可以看出，进程中包含线程，用户线程在用户空间中实现，内核并没有直接对用户线程进程调度，内核的调度对象和传统进程一样，还是进程本身，内核并不知道用户线程的存在。...总结 Linux使用task_struct来描述进程和线程 一个进程由于其运行空间的不同, 从而有内核线程和用户进程的区分, 内核线程运行在内核空间, 之所以称之为线程是因为它没有虚拟地址空间, 只能访问内核的代码和数据

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Linux内核设计与实现(进程管理、进程调度、系统调用)

1、虚拟处理器、虚拟内存：让进程感觉自己拥有所有 image.png 2、进程上限，cat /proc/sys/kernel/pid_max 3、进程的五种状态 image.png set_task_state...(task,state); 4、每个进程都有一个父进程 image.png 5、进程的创建：fork() exec() image.png 6、写时拷贝COW image.png 7、线程和进程的区别不大...image.png 8、孤儿进程，父进程先关掉，再设置一个父进程，如果没有，设置init image.png 9、2.6内核后进程调度算法CFS:完全公平调度算法 10、进程分为IO消耗型和处理器消耗型...image.png image.png 13、与调度相关的系统调用 image.png 14、系统调用在用户空间进程和硬件设备之间添加了一个中间层 image.png 15、中断 image.png...18、加锁 image.png 19、定时器与时间管理 20、slab?? 21、虚拟文件系统：VFS 22、IO调度 23、页高速缓存和页回写

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Linux内核调度分析（进程调度）

Linux进程调度 发展历史 Linux从2.5版本开始引入一种名为的调度器，后在2.6版本中将公平的的调度概念引入了调度程序，代替之前的调度器，称为算法（完全公平调度算法）。...为了保证交互式应用和桌面系统的性能，一般Linux更倾向于优先调度I/O消耗型进程。 进程优先级 Linux采用了两种不同的优先级范围。 使用nice值：越大的nice值意味着更低的优先级。...Linux调度算法 调度器类 Linux的调度器是以模块的方式提供的，这样使得不同类型的进程按照自己的需要来选择不同的调度算法。...我们假设一个最小调度周期为20ms，两个进程的nice值差值为5： 两进程的nice值分别为0和5，后者获得的时间片是前者的1/3，因此最终分别获得15ms和5ms 两进程的nice值分别为10和15，...睡眠和唤醒 睡眠和唤醒的流程在linux中是这样的： 睡眠：进程将自己标记成休眠状态，然后从可执行红黑树中移除，放入等待队列，然后调用选择和执行一个其他进程。

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Linux CFS调度器之唤醒抢占--Linux进程的管理与调度(三十）

, 当然因为大多数情况下, 系统中全是CFS调度的非实时进程, 因而linux内核也有一些优化的策略 一般情况下选择红黑树中的最左进程left作为最优进程完成调度, 如果选出的进程正好是cfs_rq->...skip需要跳过调度的那个进程, 则可能需要再检查红黑树的次左进程second, 同时由于curr进程不在红黑树中, 它可能比较饥渴, 将选择出进程的与curr进程进行择优选取, 同样last进程和next...关于place_entity函数, 我们之前在讲解CFS队列操作的时候已经讲的很详细了 参见linux进程管理与调度之CFS入队出队操作 设想一下子如果休眠进程的vruntime保持不变,...这种情况下如果设置了sysctl_sched_child_runs_first标识, 这时候我们必须采取策略保证子进程先运行, 可以通过交换curlr和se的vruntime值, 来保证se进程(子进程...vruntime的补偿，所以它在醒来和创建后有能力抢占CPU是大概率事件，这也是CFS调度算法的本意，即保证交互式进程的响应速度，因为交互式进程等待用户输入会频繁休眠 但是这样子也会有一个问题, 我们是以某个

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Linux进程调度(三）

一、抢占式调度和主动调度： 前面我们说过，进程的切换总是通过 shedule 函数发生的，而 schedule 函数可以是在系统调用返回、中断返回等时机被调用，也可以进程在驱动程序中主动调用 我们把在系统调用返回等时机调用...把进程在驱动程序中主动调用 schedule 函数来发生进程切换的这种情况称为主动调度 本文将讨论主动调度，抢占式调度将在下一篇文章中讲解： 二、主动调度的发生的情况： 主动调度一般在应用程序读取某个设备时...，设备此时数据还没有准备好，进程就进入睡眠，发生进程调度切换到其它进程运行 例如应用想从网卡读取数据，但是此时网卡没有数据，那么驱动程序就会让进程睡眠，然后发生进程调度。...prev 和 next 在进程被切换前就保存在进程的内核栈中，所以进程再被唤醒的时候很自然通过局部变量就可以得到它们 而 last 对于被唤醒的进程，又不存在于它的内核栈中，那么 last 对于进程来说是怎么获取的呢...四、总结: 进程发生切换总是调用 schedule 函数进行的，进程调度分抢占式调度和主动调度，主动调度表示的是进程主动调用 schedule 函数发生进程切换 schedule 函数主要做了两件事，

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Linux进程调度分析

而进程调度究竟有多重要呢？ 首先，我们需要明确一点：进程调度是对TASK_RUNNING状态的进程进行调度（参见《linux进程状态浅析》）。...那么，进程的优先级该如何确定呢？有两种方式：由用户程序指定、由内核的调度程序动态调整。（下面会说到） linux内核将进程分成两个级别：普通进程和实时进程。...进程的优先级和调度策略都由用户定死了，内核只需要总是选择优先级最高的实时进程来调度执行即可。唯一稍微麻烦一点的只是在选择具有相同优先级的实时进程时，要考虑两种调度策略。...于是，最终，区分交互式进程和批处理进程的重任就落到了内核的调度程序上。 调度程序关注进程近一段时间内的表现（主要是检查其睡眠时间和运行时间），根据一些经验性的公式，判断它现在是交互式的还是批处理的？...有兴趣的朋友可以参考下面的链接： 《Linux 调度器发展简述》 《鼠眼看Linux调度器》 《鼠眼再看Linux调度器［1］》 《鼠眼再看Linux调度器［2］》 调度程序的效率 “优先级”明确了哪个进程应该被调度执行

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Linux进程调度学习！

Linux 系统为了提升响应的速度，倾向于优先调度 I/O 消耗型。...Linux 调度算法： Linux 中有一个总的调度结构，称之为 调度器类（scheduler class），它允许不同的可动态添加的调度算法并存，总调度器根据调度器类的优先顺序，依次去进行调度器类的中的进程进行调度...： 对于实时调度策略分为两种： SCHED_FIFO 和 SCHED_RR 这两种进程都比任何普通进程的优先级更高（SCHED_NORMAL），都会比他们更先得到调度。...Linux 调度时机： 1、进程切换： 从进程的角度看，CPU是共享资源，由所有的进程按特定的策略轮番使用。...进程切换分为自愿切换(Voluntary)和强制切换(Involuntary)，以上场景1属于自愿切换，场景2和3属于强制切换。

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【Linux内核】进程调度

多任务系统可以划分为两类:非抢占式多任务(cooperative multitasking) 和抢占式多任务(preemptive multitasking)。Linux 提供了抢占式的多任务模式。...有效管理时间片能使调度程序从系统全局的角度做出调度决定，这样做还可以避免个别进程独占系统资源。 相反，在非抢占式多任务模式下，除非进程自己主动停止运行，否则它会一直执行。...进程优先级 调度算法中最基本的类就是基于优先级的调度。 这是一种根据进程的价值和其对处理器时间的需求来对进程分级的想法。...优先级高的进程先运行，低的后运行，相同优先级的进程按轮转方式进行调度(一个接一个，重复进行)。在包括Linux在内的某些系统中，优先级高的进程使用的时间片也较长。...调度程序总是选择时间片未用尽面且优先级最高的进程运行。用户和系统都可以通过设置进程的优先级来影响系统的调度。 时间片 时间片是一个数值，它表明进程在被抢占前能持续运行的时间。

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Linux进程退出详解(do_exit)--Linux进程的管理与调度(十四)

Linux进程的退出 linux下进程退出的方式 正常退出 从main函数返回return 调用exit 调用_exit 异常退出 调用abort 由信号终止 _exit, exit和_Exit的区别和联系...(tpid)是相同的, 都等于组长(领头进程)的pid 在linux内核中对线程并没有做特殊的处理，还是由task_struct来管理。...这个信息我们已经讨论过很多次了 参见 Linux进程ID号–Linux进程的管理与调度（三） Linux进程描述符task_struct结构体详解–Linux进程的管理与调度（一）...因此C语言的库函数exit使用系统调用exit_group来终止整个线程组，库函数pthread_exit使用系统调用_exit来终止某一个线程 _exit和exit_group这两个系统调用在Linux..., 进程已经无法被再次调度, 因为对应用程序或者用户空间来说此进程已经死了, 但是尽管进程已经不能再被调度，但系统还是保留了它的进程描述符，这样做是为了让系统有办法在进程终止后仍能获得它的信息。

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Linux下2号进程的kthreadd--Linux进程的管理与调度（七）

2号进程 内核初始化rest_init函数中，由进程 0 (swapper 进程)创建了两个process init 进程 (pid = 1, ppid = 0) kthreadd (pid = 2,...它的任务就是管理和调度其他内核线程kernel_thread, 会循环执行一个kthreadd的函数，该函数的作用就是运行kthread_create_list全局链表中维护的kthread, 当我们调用...} spin_unlock(&kthread_create_lock); } return 0; } kthreadd的核心是一for和while...在for循环中，如果发现kthread_create_list是一空链表，则调用schedule调度函数，因为此前已经将该进程的状态设置为TASK_INTERRUPTIBLE，所以schedule的调用将会使当前进程进入睡眠...idle通过kernel_thread创建，并始终运行在内核空间, 负责所有内核线程的调度和管理，它的任务就是管理和调度其他内核线程kernel_thread, 会循环执行一个kthreadd的函数，该函数的作用就是运行

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