实验八:理解进程调度时机跟踪分析进程调度与进程切换的过程
钟晶晶+ 原创作品转载请注明出处 + 《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000
一.实验截图
二.代码分析
调度函数
其中的next=pick_next_task(rq, prev)来确定使用哪一种进程调度的策略
context_switch函数,其中switch_mm(),把虚拟内存从一个进程映射切换到新进程中
witch_to(prev, next, prev):切换堆栈和寄存器的状态。
switch_to(prev, next, prev):切换堆栈和寄存器的状态
switch_to是一个宏定义,完成的工作主要是:
(1)保存当前进程的flags状态和当前进程的ebp
“pushfl\n\t” /* save flags */
“pushl %%ebp\n\t” /* save EBP */
(2)完成内核堆在esp的切换
“movl %%esp,%[prev_sp]\n\t” /* save ESP */
“movl %[next_sp],%%esp\n\t” /* restore ESP */
进程切换的时候,要修改堆栈,eip等数据.在switch_to中完成了这个工作。
(3)保存eip的值
“movl $1f,%[prev_ip]\n\t” /* save EIP */ \
“pushl %[next_ip]\n\t” /* restore EIP */ \
三、实验总结
通过本次实验,我理解了进程的调度时机、switch_to及对应的堆栈状态等。其中,重点理解的:
Linux系统的一般执行过程分两种情况:
最一般的情况:正在运行的用户态进程X切换到运行用户态进程Y的过程
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正在运行的用户态进程X
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发生中断——save cs:eip/esp/eflags(current) to kernel stack,then load cs:eip(entry of a specific ISR) and ss:esp(point to kernel stack).
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SAVE_ALL //保存现场
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中断处理过程中或中断返回前调用了schedule(),其中的switch_to做了关键的进程上下文切换
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标号1之后开始运行用户态进程Y(这里Y曾经通过以上步骤被切换出去过因此可以从标号1继续执行)
- restore_all //恢复现场
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iret - pop cs:eip/ss:esp/eflags from kernel stack
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继续运行用户态进程Y
特殊情况
通过中断处理过程中的调度时机,用户态进程与内核线程之间互相切换和内核线程之间互相切换,与最一般的情况非常类似,只是内核线程运行过程中发生中断没有进程用户态和内核态的转换;
内核线程主动调用schedule(),只有进程上下文的切换,没有发生中断上下文的切换,与最一般的情况略简略;
创建子进程的系统调用在子进程中的执行起点及返回用户态,如fork;
加载一个新的可执行程序后返回到用户态的情况,如execve;