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Linux 2.6如何使用时间中断来完成进程调度

发布时间:2014-11-30 15:26:35来源:linux网站作者:raintungli

进程调度:

Linux里的进程管理调度,如何调度使用不同的进程占用不同的时间片段,主要在核心函数 scheduler_tick (kernel/sched.c)

硬中断触发:

对操作系统来说,中断是一种电信号,由硬件设备产生,并直接送入中断控制器(如8259A)的输入引脚上,然后再由中断控制器向处理器发送相应的信号。处理器一经检测到

该信号,便中断自己当前正在处理的工作,转而去处理中断。此后,处理器会通知 OS 已经产生中断。这样,OS 就可以对这个中断进行适当的处理了。不同的设备对应的中断不同,而每个中断都通过一个唯一的数字标识。这些中断值通常被称为中断请求线,这里所说的中断就是硬中断,也是我们常说的中断的上半部分。


硬中断的执行:

不同的架构在linux上是不同的执行,在x86架构中,源码程序在/arch/x86_64/kernel/irq.c

asmlinkage unsigned int do_IRQ(struct pt_regs *regs) 
{
/* high bit used in ret_from_ code  */ 
unsigned irq = ~regs->orig_rax; 
 
if (unlikely(irq >= NR_IRQS)) { 
printk(KERN_EMERG "%s: cannot handle IRQ %d\n", 
__FUNCTION__, irq); 
BUG(); 

 
exit_idle(); 
irq_enter(); 
#ifdef CONFIG_DEBUG_STACKOVERFLOW  
stack_overflow_check(regs); 
#endif  
__do_IRQ(irq, regs); 
irq_exit(); 
 
return 1; 
}


其中  __do_IRQ() 是处理不同的中断信号的函数, 而在irq_exit()里所处理的是中断的下半部分,也就是我们常说的软中断。

在__do_IRQ()的处理函数中,handle_IRQ_event (irq/handle.c)主要负责调用不同的中断信号所注册的函数。


/**
* handle_IRQ_event - irq action chain handler
* @irq:the interrupt number
* @regs:   pointer to a register structure
* @action: the interrupt action chain for this irq
*
* Handles the action chain of an irq event
*/ 
irqreturn_t handle_IRQ_event(unsigned int irq, struct pt_regs *regs, 
 struct irqaction *action) 

irqreturn_t ret, retval = IRQ_NONE; 
unsigned int status = 0; 
 
handle_dynamic_tick(action); 
 
if (!(action->flags & IRQF_DISABLED)) 
local_irq_enable_in_hardirq(); 
 
do { 
ret = action->handler(irq, action->dev_id, regs); 
if (ret == IRQ_HANDLED) 
status |= action->flags; 
retval |= ret; 
action = action->next; 
} while (action); 
 
if (status & IRQF_SAMPLE_RANDOM) 
add_interrupt_randomness(irq); 
local_irq_disable(); 
 
return retval; 
}


其中struct irqaction 是就是每个不同的硬件中断所注册的处理函数

我们在来看看时间中断里所注册的处理函数,x86_64/kernel/time.c


static struct irqaction irq0 = { 
timer_interrupt, IRQF_DISABLED, CPU_MASK_NONE, "timer", NULL, NULL 
};


timer_interrupt 函数

static irqreturn_t timer_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs) 

if (apic_runs_main_timer > 1) 
return IRQ_HANDLED; 
main_timer_handler(regs); 
#ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC  
if (using_apic_timer) 
smp_send_timer_broadcast_ipi(); 
#endif  
return IRQ_HANDLED; 
}


在 main_timer_handler 函数里,我们可以清楚的看到

#ifndef CONFIG_SMP  
update_process_times(user_mode(regs)); 
#endif


函数update_process_times 里显示的调用了 scheduler_tick

/*
* Called from the timer interrupt handler to charge one tick to the current 
* process.  user_tick is 1 if the tick is user time, 0 for system.
*/ 
void update_process_times(int user_tick) 

struct task_struct *p = current; 
int cpu = smp_processor_id(); 
 
/* Note: this timer irq context must be accounted for as well. */ 
if (user_tick) 
account_user_time(p, jiffies_to_cputime(1)); 
else 
account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, jiffies_to_cputime(1)); 
run_local_timers(); 
if (rcu_pending(cpu)) 
rcu_check_callbacks(cpu, user_tick); 
scheduler_tick(); 
run_posix_cpu_timers(p); 
}


我们可以看到在时间中断里会调用进程调度,并且在中断的上半部分,也就是不可被打断。