Linux 2.6如何使用时间中断来完成进程调度

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 

1. asmlinkage unsigned int do_IRQ(struct pt_regs *regs)  


2. {     


3.     /* high bit used in ret_from_ code  */  


4.     unsigned irq = ~regs->orig_rax;  


5.   


6.     if (unlikely(irq >= NR_IRQS)) {  


7.         printk(KERN_EMERG “%s: cannot handle IRQ %d\n”,  


8.                     __FUNCTION__, irq);  


9.         BUG();  


10.     }  


11.   


12.     exit_idle();  


13.     irq_enter();  


14. #ifdef CONFIG_DEBUG_STACKOVERFLOW   


15.     stack_overflow_check(regs);  


16. #endif   


17.     __do_IRQ(irq, regs);  


18.     irq_exit();  


19.   


20.     return 1;  


21. }  

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。

1. /** 


2.  * handle_IRQ_event – irq action chain handler 


3.  * @irq:    the interrupt number 


4.  * @regs:   pointer to a register structure 


5.  * @action: the interrupt action chain for this irq 


6.  * 


7.  * Handles the action chain of an irq event 


8.  */  


9. irqreturn_t handle_IRQ_event(unsigned int irq, struct pt_regs *regs,  


10.                  struct irqaction *action)  


11. {  


12.     irqreturn_t ret, retval = IRQ_NONE;  


13.     unsigned int status = 0;  


14.   


15.     handle_dynamic_tick(action);  


16.   


17.     if (!(action->flags & IRQF_DISABLED))  


18.         local_irq_enable_in_hardirq();  


19.   


20.     do {  


21.         ret = action->handler(irq, action->dev_id, regs);  


22.         if (ret == IRQ_HANDLED)  


23.             status |= action->flags;  


24.         retval |= ret;  


25.         action = action->next;  


26.     } while (action);  


27.   


28.     if (status & IRQF_SAMPLE_RANDOM)  


29.         add_interrupt_randomness(irq);  


30.     local_irq_disable();  


31.   


32.     return retval;  


33. }  

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

1. static struct irqaction irq0 = {  


2.     timer_interrupt, IRQF_DISABLED, CPU_MASK_NONE, “timer”, NULL, NULL  


3. };  

timer_interrupt 函数

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


2. {  


3.     if (apic_runs_main_timer > 1)  


4.         return IRQ_HANDLED;  


5.     main_timer_handler(regs);  


6. #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC   


7.     if (using_apic_timer)  


8.         smp_send_timer_broadcast_ipi();  


9. #endif   


10.     return IRQ_HANDLED;  


11. }  

1. #ifndef CONFIG_SMP   


2.     update_process_times(user_mode(regs));  


3. #endif  

1. /* 


2.  * Called from the timer interrupt handler to charge one tick to the current  


3.  * process.  user_tick is 1 if the tick is user time, 0 for system. 


4.  */  


5. void update_process_times(int user_tick)  


6. {  


7.     struct task_struct *p = current;  


8.     int cpu = smp_processor_id();  


9.   


10.     /* Note: this timer irq context must be accounted for as well. */  


11.     if (user_tick)  


12.         account_user_time(p, jiffies_to_cputime(1));  


13.     else  


14.         account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, jiffies_to_cputime(1));  


15.     run_local_timers();  


16.     if (rcu_pending(cpu))  


17.         rcu_check_callbacks(cpu, user_tick);  


18.     scheduler_tick();  


19.     run_posix_cpu_timers(p);  


20. }