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[原创]FreeBSD6.0中调度机制[长]

2009-05-13 02:37:47来源：未知阅读 ()

FreeBSD6.0中cpu_switch调度机制分析
writtent by: gvim @ chinaunix /bsd
release under BSD license

在这一系列的小文里，我将从我自己的学习分析入手，尽量为大家展示一张清晰的进程相关机制与实现。后面的小文初步计划包括中断，时钟，系统调用框架，KSE，调度策略，等等有关进程的部分。有些部分已经有朋友实现了分析说明，我会在他们分析的基础上添加，修改，更新，使得这些东西可以形成一张体系网络。我不是专职作家或教育家，所以时间可能会比较长。当然，我不是神仙，我也会犯错。

作为开篇，我先详细分析调度机制。操作系统的心脏是调度器，并且这个心跳的脉搏是时钟。调度可以分为两个部分，一部分属于平台无关的调度策略，策略在[2]、[3]、[4]中已经有十分详尽的介绍；另一部分属于平台相关的调度机制，也就是本篇小文偏向的重点。时钟将在以后的小文中予以介绍(这部分[2]写得十分简略)。

既然调度机制是平台相关的，那为什么还需要分析它？我个人认为，首先自低向上的分析也是一种学习方式；只学习调度策略而不分析调度机制，对于调度器这个行为体来讲，是不完整的；另外，调度机制是与计算机体系紧密结合的，是软硬件之间交互的方式之一；最后，知道了实际的调度机制之后，我们可以在上层替换/修改调度策略，实现我们自己的调度器。分析的代码忽略SMP的相关内容，一些剖析(profiling)内容和其他与调度切换本身关系不大的相关代码(从前面的行号可以看出来省略部分，需要完整的话可以在下面的链接找到)。下面的代码都摘自
http://fxr.watson.org/fxr/source/i386/i386/swtch.s?v=RELENG60
,因此保留行符便于查对。如果对汇编不熟悉的话，跳过相应代码而直接看解释应该没有太大问题。

本文的写法与[6]的任务切换部分的详细扩展。[6]中其余部分可以参见风雨兄的翻译
【进程管理】之【FreeBSD内核如何在保护模式下管理IA32处理器（译）】
感谢雨丝风片@chinaunix/bsd和congli@chinaunix/bsd的审查、鼓励与支持 J

首先找到调度器调度机制的代码入口，该入口如下，在i386/i386/swtch.s中。
95
ENTRY(cpu_switch)
宏ENTRY在i386/include/asm.h中定义如下：

#define ENTRY(x) _ENTRY(x)

在相同的文件中我们可以看到如下的定义：

#define CNAME(csym) csym
#define _START_ENTRY .text; .p2align 2,0x90
#define _ENTRY(x) _START_ENTRY; \
.globl CNAME(x); .type CNAME(x),@function; CNAME(x):

这样ENTRY(cpu_switch)可以做如下替换

.text; .p2align 2,0x90; \

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