我們前面提到linux有兩種方法激活調度器：核心調度器和周期性調度器
一種是直接的, 比如進程打算睡眠或出於其他原因放棄CPU
另一種是通過周期性的機制, 以固定的頻率運行, 不時的檢測是否有必要
因而內核提供了兩個調度器主調度器，周期性調度器，分別實現如上工作, 兩者合在一起就組成了核心調度器(core scheduler), 也叫通用調度器(generic scheduler).
他們都根據進程的優先級分配CPU時間, 因此這個過程就叫做優先調度, 我們將在本節主要講解周期調度的設計和實現方式
在內核中的許多地方, 如果要將CPU分配給與當前活動進程不同的另一個進程, 都會直接調用主調度器函數schedule, 從系統調用返回後, 內核也會檢查當前進程是否設置了重調度標志TLF_NEDD_RESCHED
內存中保存了對每個進程的唯一描述, 並通過若干結構與其他進程連接起來.
調度器面對的情形就是這樣, 其任務是在程序之間共享CPU時間, 創造並行執行的錯覺, 該任務分為兩個不同的部分, 其中一個涉及調度策略, 另外一個涉及上下文切換.
linux把進程區分為實時進程和非實時進程, 其中非實時進程進一步劃分為交互式進程和批處理進程
根據進程的不同分類Linux采用不同的調度策略.
對於實時進程，采用FIFO, Round Robin或者Earliest Deadline First (EDF)最早截止期限優先調度算法|的調度策略.
2個調度器
可以用兩種方法來激活調度
一種是直接的, 比如進程打算睡眠或出於其他原因放棄CPU
另一種是通過周期性的機制, 以固定的頻率運行, 不時的檢測是否有必要
因此當前linux的調度程序由兩個調度器組成：主調度器，周期性調度器(兩者又統稱為通用調度器(generic scheduler)或核心調度器(core scheduler))
並且每個調度器包括兩個內容：調度框架(其實質就是兩個函數框架)及調度器類
6種調度策略
linux內核目前實現了6中調度策略(即調度算法), 用於對不同類型的進程進行調度, 或者支持某些特殊的功能
SCHED_NORMAL和SCHED_BATCH調度普通的非實時進程
SCHED_FIFO和SCHED_RR和SCHED_DEADLINE則采用不同的調度策略調度實時進程
SCHED_IDLE則在系統空閒時調用idle進程.
5個調度器類
而依據其調度策略的不同實現了5個調度器類, 一個調度器類可以用一種種或者多種調度策略調度某一類進程, 也可以用於特殊情況或者調度特殊功能的進程.
其所屬進程的優先級順序為
stop_sched_class -> dl_sched_class -> rt_sched_class -> fair_sched_class -> idle_sched_class
3個調度實體
調度器不限於調度進程, 還可以調度更大的實體, 比如實現組調度.
這種一般性要求調度器不直接操作進程, 而是處理可調度實體, 因此需要一個通用的數據結構描述這個調度實體,即seched_entity結構, 其實際上就代表了一個調度對象，可以為一個進程，也可以為一個進程組.
linux中針對當前可調度的實時和非實時進程, 定義了類型為seched_entity的3個調度實體
sched_dl_entity 采用EDF算法調度的實時調度實體
sched_rt_entity 采用Roound-Robin或者FIFO算法調度的實時調度實體 rt_sched_class
sched_entity 采用CFS算法調度的普通非實時進程的調度實體
在內核中的許多地方, 如果要將CPU分配給與當前活動進程不同的另一個進程, 都會直接調用主調度器函數schedule, 從系統調用返回後, 內核也會檢查當前進程是否設置了重調度標志TLF_NEDD_RESCHED
例如, 前述的周期性調度器的scheduler_tick就會設置該標志, 如果是這樣則內核會調用schedule, 該函數假定當前活動進程一定會被另一個進程取代.
在詳細論述schedule之前, 需要說明一下__sched前綴, 該前綴可能用於調用schedule的函數, 包括schedule本身.
__sched前綴的聲明, 在include/linux/sched.h, L416, 如下所示
/* Attach to any functions which should be ignored in wchan output. */
#define __sched __attribute__((__section__(".sched.text")))
attribute((_section(“…”)))是一個gcc的編譯屬性, 其目的在於將相關的函數的代碼編譯之後, 放到目標文件的以惡搞特定的段內, 即.sched.text中. 該信息使得內核在顯示棧轉儲活類似信息時, 忽略所有與調度相關的調用. 由於調度哈書調用不是普通代碼流程的一部分, 因此在這種情況下是沒有意義的.
用它修飾函數的方式如下
void __sched some_function(args, ...)
{
......
schedule();
......
}
schedule就是主調度器的函數, 在內核中的許多地方, 如果要將CPU分配給與當前活動進程不同的另一個進程, 都會直接調用主調度器函數schedule.
該函數完成如下工作
確定當前就緒隊列, 並在保存一個指向當前(仍然)活動進程的task_struct指針
檢查死鎖, 關閉內核搶占後調用__schedule完成內核調度
恢復內核搶占, 然後檢查當前進程是否設置了重調度標志TLF_NEDD_RESCHED, 如果該進程被其他進程設置了TIF_NEED_RESCHED標志, 則函數重新執行進行調度
該函數定義在kernel/sched/core.c, L3243, 如下所示
asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
{
/* 獲取當前的進程 */
struct task_struct *tsk = current;
/* 避免死鎖 */
sched_submit_work(tsk);
do {
preempt_disable(); /* 關閉內核搶占 */
__schedule(false); /* 完成調度 */
sched_preempt_enable_no_resched(); /* 開啟內核搶占 */
} while (need_resched()); /* 如果該進程被其他進程設置了TIF_NEED_RESCHED標志，則函數重新執行進行調度 */
}
EXPORT_SYMBOL(schedule);
該函數定義在kernel/sched/core.c, L3231, 如下所示
static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
{
/* 檢測tsk->state是否為0 （runnable）, 若為運行態時則返回，
* tsk_is_pi_blocked(tsk),檢測tsk的死鎖檢測器是否為空，若非空的話就return
if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
return;
/*
* If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
* make sure to submit it to avoid deadlocks.
*/
if (blk_needs_flush_plug(tsk)) /* 然後檢測是否需要刷新plug隊列，用來避免死鎖 */
blk_schedule_flush_plug(tsk);
}
內核搶占
Linux除了內核態外還有用戶態。用戶程序的上下文屬於用戶態，系統調用和中斷處理例程上下文屬於內核態. 如果一個進程在用戶態時被其他進程搶占了COU則成發生了用戶態搶占, 而如果此時進程進入了內核態, 則內核此時代替進程執行, 如果此時發了搶占, 我們就說發生了內核搶占.
內核搶占是Linux 2.6以後引入的一個重要的概念
我們說：如果進程正執行內核函數時，即它在內核態運行時，允許發生內核切換(被替換的進程是正執行內核函數的進程)，這個內核就是搶占的。
搶占內核的主要特點是：一個在內核態運行的進程，當且僅當在執行內核函數期間被另外一個進程取代。
這與用戶態的搶占有本質區別.
內核為了支撐內核搶占, 提供了很多機制和結構, 必要時候開關內核搶占也是必須的, 這些函數定義在include/linux/preempt.h, L145
#define preempt_disable() \
do { \
preempt_count_inc(); \
barrier(); \
} while (0)
#define sched_preempt_enable_no_resched() \
do { \
barrier(); \
preempt_count_dec(); \
} while (0)
__schedule完成了真正的調度工作, 其定義在kernel/sched/core.c, L3103, 如下所示
static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
{
struct task_struct *prev, *next;
unsigned long *switch_count;
struct rq *rq;
int cpu;
/* ==1==
找到當前cpu上的就緒隊列rq
並將正在運行的進程curr保存到prev中 */
cpu = smp_processor_id();
rq = cpu_rq(cpu);
prev = rq->curr;
/*
* do_exit() calls schedule() with preemption disabled as an exception;
* however we must fix that up, otherwise the next task will see an
* inconsistent (higher) preempt count.
*
* It also avoids the below schedule_debug() test from complaining
* about this.
*/
if (unlikely(prev->state == TASK_DEAD))
preempt_enable_no_resched_notrace();
/* 如果禁止內核搶占，而又調用了cond_resched就會出錯
* 這裡就是用來捕獲該錯誤的 */
schedule_debug(prev);
if (sched_feat(HRTICK))
hrtick_clear(rq);
/* 關閉本地中斷 */
local_irq_disable();
/* 更新全局狀態，
* 標識當前CPU發生上下文的切換 */
rcu_note_context_switch();
/*
* Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
* can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
* done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
*/
smp_mb__before_spinlock();
/* 鎖住該隊列 */
raw_spin_lock(&rq->lock);
lockdep_pin_lock(&rq->lock);
rq->clock_skip_update <<= 1; /* promote REQ to ACT */
/* 切換次數記錄, 默認認為非主動調度計數(搶占) */
switch_count = &prev->nivcsw;
/*
* scheduler檢查prev的狀態state和內核搶占表示
* 如果prev是不可運行的, 並且在內核態沒有被搶占
*
* 此時當前進程不是處於運行態, 並且不是被搶占
* 此時不能只檢查搶占計數
* 因為可能某個進程(如網卡輪詢)直接調用了schedule
* 如果不判斷prev->stat就可能誤認為task進程為RUNNING狀態
* 到達這裡，有兩種可能，一種是主動schedule, 另外一種是被搶占
* 被搶占有兩種情況, 一種是時間片到點, 一種是時間片沒到點
* 時間片到點後, 主要是置當前進程的need_resched標志
* 接下來在時鐘中斷結束後, 會preempt_schedule_irq搶占調度
*
* 那麼我們正常應該做的是應該將進程prev從就緒隊列rq中刪除,
* 但是如果當前進程prev有非阻塞等待信號,
* 並且它的狀態是TASK_INTERRUPTIBLE
* 我們就不應該從就緒隊列總刪除它
* 而是配置其狀態為TASK_RUNNING, 並且把他留在rq中
/* 如果內核態沒有被搶占, 並且內核搶占有效
即是否同時滿足以下條件：
1 該進程處於停止狀態
2 該進程沒有在內核態被搶占 */
if (!preempt && prev->state)
{
/* 如果當前進程有非阻塞等待信號，並且它的狀態是TASK_INTERRUPTIBLE */
if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev)))
{
/* 將當前進程的狀態設為：TASK_RUNNING */
prev->state = TASK_RUNNING;
}
else /* 否則需要將prev進程從就緒隊列中刪除*/
{
/* 將當前進程從runqueue(運行隊列)中刪除 */
deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
/* 標識當前進程不在runqueue中 */
prev->on_rq = 0;
/*
* If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
* whether it wants to wake up a task to maintain
* concurrency.
*/
if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
struct task_struct *to_wakeup;
to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
if (to_wakeup)
try_to_wake_up_local(to_wakeup);
}
}
/* 如果不是被搶占的，就累加主動切換次數 */
switch_count = &prev->nvcsw;
}
/* 如果prev進程仍然在就緒隊列上沒有被刪除 */
if (task_on_rq_queued(prev))
update_rq_clock(rq); /* 跟新就緒隊列的時鐘 */
/* 挑選一個優先級最高的任務將其排進隊列 */
next = pick_next_task(rq, prev);
/* 清除pre的TIF_NEED_RESCHED標志 */
clear_tsk_need_resched(prev);
/* 清楚內核搶占標識 */
clear_preempt_need_resched();
rq->clock_skip_update = 0;
/* 如果prev和next非同一個進程 */
if (likely(prev != next))
{
rq->nr_switches++; /* 隊列切換次數更新 */
rq->curr = next; /* 將next標記為隊列的curr進程 */
++*switch_count; /* 進程切換次數更新 */
trace_sched_switch(preempt, prev, next);
/* 進程之間上下文切換 */
rq = context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
}
else /* 如果prev和next為同一進程，則不進行進程切換 */
{
lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
}
balance_callback(rq);
}
STACK_FRAME_NON_STANDARD(__schedule); /* switch_to() */
內核從cpu的就緒隊列中選擇一個最合適的進程來搶占CPU
next = pick_next_task(rq);
全局的pick_next_task函數會從按照優先級遍歷所有調度器類的pick_next_task函數, 去查找最優的那個進程, 當然因為大多數情況下, 系統中全是CFS調度的非實時進程, 因而linux內核也有一些優化的策略
其執行流程如下
如果當前cpu上所有的進程都是cfs調度的普通非實時進程, 則直接用cfs調度, 如果無程序可調度則調度idle進程
否則從優先級最高的調度器類sched_class_highest(目前是stop_sched_class)開始依次遍歷所有調度器類的pick_next_task函數, 選擇最優的那個進程執行
其定義在kernel/sched/core.c, line 3068, 如下所示
/*
* Pick up the highest-prio task:
*/
static inline struct task_struct *
pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
{
const struct sched_class *class = &fair_sched_class;
struct task_struct *p;
/*
* Optimization: we know that if all tasks are in
* the fair class we can call that function directly:
*
* 如果待被調度的進程prev是隸屬於CFS的普通非實時進程
* 而當前cpu的全局就緒隊列rq中的進程數與cfs_rq的進程數相等
* 則說明當前cpu上的所有進程都是由cfs調度的普通非實時進程
*
* 那麼我們選擇最優進程的時候
* 就只需要調用cfs調度器類fair_sched_class的選擇函數pick_next_task
* 就可以找到最優的那個進程p
*/
/* 如果當前所有的進程都被cfs調度, 沒有實時進程 */
if (likely(prev->sched_class == class &&
rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running))
{
/* 調用cfs的選擇函數pick_next_task找到最優的那個進程p*/
p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev);
/* #define RETRY_TASK ((void *)-1UL)有被其他調度氣找到合適的進程 */
if (unlikely(p == RETRY_TASK))
goto again; /* 則遍歷所有的調度器類找到最優的進程 */
/* assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
if (unlikely(!p)) /* 如果沒有進程可被調度 */
p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev); /* 則調度idle進程 */
return p;
}
/* 進程中所有的調度器類, 是通過next域鏈接域鏈接在一起的
* 調度的順序為stop -> dl -> rt -> fair -> idle
* again出的循環代碼會遍歷他們找到一個最優的進程 */
again:
for_each_class(class)
{
p = class->pick_next_task(rq, prev);
if (p)
{
if (unlikely(p == RETRY_TASK))
goto again;
return p;
}
}
BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
}
````
進程中所有的調度器類, 是通過next域鏈接域鏈接在一起的, 調度的順序為
```c
stop -> dl -> rt -> fair -> idle
其中for_each_class遍歷所有的調度器類, 依次執行pick_next_task操作選擇最優的進程
它會從優先級最高的sched_class_highest(目前是stop_sched_class)查起, 依次按照調度器類的優先級從高到低的順序調用調度器類對應的pick_next_task_fair函數直到查找到一個能夠被調度的進程
for_each_class定義在kernel/sched/sched.h, 如下所示
#define sched_class_highest (&stop_sched_class)
#define for_each_class(class) \
for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
extern const struct sched_class stop_sched_class;
extern const struct sched_class dl_sched_class;
extern const struct sched_class rt_sched_class;
extern const struct sched_class fair_sched_class;
extern const struct sched_class idle_sched_class;
除了全局的pick_next_task函數, 每個調度器類都提供了pick_next_task函數用以查找對應調度器下的最優進程, 其定義如下所示
實際上，對於RT進程，put和pick並不操作運行隊列
對於FIFO和RR的區別，在scheduler_tick中通過curr->sched_class->task_tick進入到task_tick_rt的處理, 如果是非RR的進程則直接返回，否則遞減時間片，如果時間片耗完，則需要將當前進程放到運行隊列的末尾, 這個時候才操作運行隊列（FIFO和RR進程，是否位於同一個plist隊列？），時間片到點，會重新移動當前進程requeue_task_rt，進程會被加到隊列尾，接下來set_tsk_need_resched觸發調度，進程被搶占進入schedule
問題1 : 為什麼要多此一舉判斷所有的進程是否全是cfs調度的普通非實時進程?
加快經常性事件, 是程序開發中一個優化的准則, 那麼linux系統中最普遍的進程是什麼呢? 肯定是非實時進程啊, 其調度器必然是cfs, 因此
rev->sched_class == class && rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running
這種情形發生的概率是很大的, y也就是說多數情形下, 我們的linux中進程全是cfs調度的
而likely這個宏業表明了這點, 這也是gcc內建的一個編譯選項, 它其實就是告訴編譯器表達式很大的情況下為真, 編譯器可以對此做出優化
// http://lxr.free-electrons.com/source/tools/virtio/linux/kernel.h?v=4.6#L91
#ifndef likely
# define likely(x) (__builtin_expect(!!(x), 1))
#endif
#ifndef unlikely
# define unlikely(x) (__builtin_expect(!!(x), 0))
#endif
進程上下文的切換其實是一個很復雜的過程, 我們在這裡不能詳述, 但是我會盡可能說明白
具體的內容請參照
上下文切換(有時也稱做進程切換或任務切換)是指CPU從一個進程或線程切換到另一個進程或線程
稍微詳細描述一下，上下文切換可以認為是內核（操作系統的核心）在 CPU 上對於進程（包括線程）進行以下的活動：
掛起一個進程，將這個進程在 CPU 中的狀態（上下文）存儲於內存中的某處，
在內存中檢索下一個進程的上下文並將其在 CPU 的寄存器中恢復
跳轉到程序計數器所指向的位置（即跳轉到進程被中斷時的代碼行），以恢復該進程
因此上下文是指某一時間點CPU寄存器和程序計數器的內容, 廣義上還包括內存中進程的虛擬地址映射信息.
上下文切換只能發生在內核態中, 上下文切換通常是計算密集型的。也就是說，它需要相當可觀的處理器時間，在每秒幾十上百次的切換中，每次切換都需要納秒量級的時間。所以，上下文切換對系統來說意味著消耗大量的 CPU 時間，事實上，可能是操作系統中時間消耗最大的操作。
Linux相比與其他操作系統（包括其他類 Unix 系統）有很多的優點，其中有一項就是，其上下文切換和模式切換的時間消耗非常少.
context_switch函數完成了進程上下文的切換, 其定義在kernel/sched/core.c#L2711
context_switch( )函數建立next進程的地址空間。進程描述符的active_mm字段指向進程所使用的內存描述符，而mm字段指向進程所擁有的內存描述符。對於一般的進程，這兩個字段有相同的地址，但是，內核線程沒有它自己的地址空間而且它的 mm字段總是被設置為 NULL
context_switch( )函數保證：如果next是一個內核線程, 它使用prev所使用的地址空間
它主要執行如下操作
調用switch_mm(), 把虛擬內存從一個進程映射切換到新進程中
調用switch_to(),從上一個進程的處理器狀態切換到新進程的處理器狀態。這包括保存、恢復棧信息和寄存器信息
由於不同架構下地址映射的機制有所區別, 而寄存器等信息弊病也是依賴於架構的, 因此switch_mm和switch_to兩個函數均是體系結構相關的
switch_mm主要完成了進程prev到next虛擬地址空間的映射, 由於內核虛擬地址空間是不許呀切換的, 因此切換的主要是用戶態的虛擬地址空間
這個是一個體系結構相關的函數, 其實現在對應體系結構下的arch/對應體系結構/include/asm/mmu_context.h文件中, 我們下面列出了幾個常見體系結構的實現
其主要工作就是切換了進程的CR3
控制寄存器（CR0～CR3）用於控制和確定處理器的操作模式以及當前執行任務的特性
CR0中含有控制處理器操作模式和狀態的系統控制標志；
CR1保留不用；
CR2含有導致頁錯誤的線性地址；
CR3中含有頁目錄表物理內存基地址，因此該寄存器也被稱為頁目錄基地址寄存器PDBR（Page-Directory Base address Register）。
執行環境的切換是在switch_to()中完成的, switch_to完成最終的進程切換，它保存原進程的所有寄存器信息，恢復新進程的所有寄存器信息，並執行新的進程
調度過程可能選擇了一個新的進程, 而清理工作則是針對此前的活動進程, 請注意, 這不是發起上下文切換的那個進程, 而是系統中隨機的某個其他進程, 內核必須想辦法使得進程能夠與context_switch例程通信, 這就可以通過switch_to宏實現. 因此switch_to函數通過3個參數提供2個變量,
在新進程被選中時, 底層的進程切換冽程必須將此前執行的進程提供給context_switch, 由於控制流會回到陔函數的中間, 這無法用普通的函數返回值來做到, 因此提供了3個參數的宏
/*
* Saving eflags is important. It switches not only IOPL between tasks,
* it also protects other tasks from NT leaking through sysenter etc.
*/
#define switch_to(prev, next, last)
內核在switch_to中執行如下操作
進程切換, 即esp的切換, 由於從esp可以找到進程的描述符
硬件上下文切換, 設置ip寄存器的值, 並jmp到__switch_to函數
堆棧的切換, 即ebp的切換, ebp是棧底指針, 它確定了當前用戶空間屬於哪個進程
內核在即將返回用戶空間時檢查進程是否需要重新調度，如果設置了，就會發生調度, 這被稱為用戶搶占, 因此內核在thread_info的flag中設置了一個標識來標志進程是否需要重新調度, 即重新調度need_resched標識TIF_NEED_RESCHED
並提供了一些設置可檢測的函數
而我們內核中調度時常用的need_resched()函數檢查進程是否需要被重新調度其實就是通過test_tsk_need_resched實現的, 其定義如下所示
// http://lxr.free-electrons.com/source/include/linux/sched.h?v=4.6#L3093
static __always_inline bool need_resched(void)
{
return unlikely(tif_need_resched());
}
// http://lxr.free-electrons.com/source/include/linux/thread_info.h?v=4.6#L106
#define tif_need_resched() test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)
當內核即將返回用戶空間時, 內核會檢查need_resched是否設置，如果設置，則調用schedule()，此時，發生用戶搶占。
一般來說，用戶搶占發生幾下情況
從系統調用返回用戶空間
從中斷(異常)處理程序返回用戶空間
當kerne(系統調用或者中斷都在kernel中)l返回用戶態時，系統可以安全的執行當前的任務，或者切換到另外一個任務.
當中斷處理例程或者系統調用完成後, kernel返回用戶態時, need_resched標志的值會被檢查, 假如它為1, 調度器會選擇一個新的任務並執行. 中斷和系統調用的返回路徑(return path)的實現在entry.S中(entry.S不僅包括kernel entry code，也包括kernel exit code)。
搶占時伴隨著schedule()的執行, 因此內核提供了一個TIF_NEED_RESCHED標志來表明是否要用schedule()調度一次
根據搶占發生的時機分為用戶搶占和內核搶占。
用戶搶占發生在內核即將返回到用戶空間的時候。內核搶占發生在返回內核空間的時候。
schedule就是主調度器的函數, 在內核中的許多地方, 如果要將CPU分配給與當前活動進程不同的另一個進程, 都會直接調用主調度器函數schedule, 該函數定義在kernel/sched/core.c, L3243, 如下所示
該函數完成如下工作
確定當前就緒隊列, 並在保存一個指向當前(仍然)活動進程的task_struct指針
檢查死鎖, 關閉內核搶占後調用__schedule完成內核調度
恢復內核搶占, 然後檢查當前進程是否設置了重調度標志TLF_NEDD_RESCHED, 如果該進程被其他進程設置了TIF_NEED_RESCHED標志, 則函數重新執行進行調度
do {
preempt_disable(); /* 關閉內核搶占 */
__schedule(false); /* 完成調度 */
sched_preempt_enable_no_resched(); /* 開啟內核搶占 */
} while (need_resched()); /* 如果該進程被其他進程設置了TIF_NEED_RESCHED標志，則函數重新執行進行調度 */
完成一些必要的檢查, 並設置進程狀態, 處理進程所在的就緒隊列
調度全局的pick_next_task選擇搶占的進程
如果當前cpu上所有的進程都是cfs調度的普通非實時進程, 則直接用cfs調度, 如果無程序可調度則調度idle進程
否則從優先級最高的調度器類sched_class_highest(目前是stop_sched_class)開始依次遍歷所有調度器類的pick_next_task函數, 選擇最優的那個進程執行
context_switch完成進程上下文切換
調用switch_mm(), 把虛擬內存從一個進程映射切換到新進程中
調用switch_to(),從上一個進程的處理器狀態切換到新進程的處理器狀態。這包括保存、恢復棧信息和寄存器信息
內核在完成調度的過程中總是先關閉內核搶占, 等待內核完成調度的工作後, 再把內核搶占開啟, 如果在內核完成調度器過程中, 這時候如果發生了內核搶占, 我們的調度會被中斷, 而調度卻還沒有完成, 這樣會丟失我們調度的信息.
而同樣我們可以看到, 在調度完成後, 內核會去判斷need_resched條件, 如果這個時候為真, 內核會重新進程一次調度, 此次調度由於發生在內核態因此仍然是一次內核搶占
need_resched條件其實是判斷need_resched標識TIF_NEED_RESCHED的值, 內核在thread_info的flag中設置了一個標識來標志進程是否需要重新調度, 即重新調度need_resched標識TIF_NEED_RESCHED, 內核在即將返回用戶空間時會檢查標識TIF_NEED_RESCHED標志進程是否需要重新調度，如果設置了，就會發生調度, 這被稱為用戶搶占,
而內核搶占是通過自旋鎖preempt_count實現的, 同樣當內核可以進行內核搶占的時候(比如從中斷處理程序返回內核空間或內核中的進程被堵塞的時候)，內核會檢查preempt_count和TIF_NEED_RESCHED標志，如果進程設置了 TIF_NEED_RESCHED標志,並且preempt_count為0，發生內核搶占