1 进程描述符 struct task_struct

进程存在任务队列（tasklist）双向链表中；

1.1 进程地址空间

struct mm_struct，即是进程地址空间，也称为内存描述符；线程没有独立的地址空间，共享进程的；

2 进程调度

调度思想，进程以所有进程的时间片总和为一个调度周期，每个进程在一个调度周期内可能会调度多次，每次调度会更新自己counter计数（记录自己时间片剩余时间），当所有非阻塞状态的进程时间片耗尽是（counter=0），系统为每个进程重新分配时间片（conter值恢复默认值）；

2.1 进程调度过程

schedule
|—- preempt_disable 关内核抢占
current_thread_info()->preempt_count 内核抢占计数的值+1
current_thread_info()->preempt_count 32bit数
bit[ 7, 0]: preempt_mask，内核抢占计数
bit[15, 8]: softirq_mask ，软中断计数
bit[19,16]: hardirq_mask，硬中断计数
bit[20]: nmi_mask,
bit[21]: preempt_active, 是否可以抢占
当内核在 nmi ，软/硬中断，内核抢占这些上下文中，都不允许发生抢占的情况。
|—- 获取当前cpu id及运行队列
|—- 关本地中断，上锁，配置标志位
|—- deactivate_task 将此进程从rq中移除
|—- idle_balance 如果rq为空，从其他cpu的运行队列获取任务。
|—- pick_next_task 选择rq中优先级最高的进程
//这个比较复杂，下面一小节单独将进程调度选择哪个进程的条件
|—- 更新rq->curr为准备运行的进程，增加切换计数等
|—- context_switch 上下文切换，更新栈信息、内存及寄存器等
|—- switch_to 更新栈和寄存器
|—- finish_task_switch

2.2 进程调度如何选择

进程调度分成两种情况，实时优先级调度和普通优先级调度。优先级不同，调度的权重不同。
实时优先级调度：0~99，值越大，优先级越高；
普通优先级调度：-20~19；

  • nice，对于普通进程来说，nice的范围-20~19，进程创建时确定的，所以nice值也叫静态优先级；通常情况下，进程的ncie值为0
  • counter，每个进程还有自己counter计数，记录自己剩余时间片，随着进程时间片消耗，不断更新，所以也称为动态优先级；counter能反应在一个调度周期内，自己被调度的情况，公平调度（CFS）情况下，当counter值大，说明之前被调度的少，在下次调度的时候，会优先考虑；

进程调度的权重，也就是weight,决定了谁应该被调度。weight与 nice和counter关系：weigth 正比于 counter+(20-nice)。

通常情况下，普通进程创建时，nice为0，通过counter动态调整调度权重weight；在goodness函数中可以看到weight在非实时进程的情况下，两次计算weight值，
第一次weight = p->conter
第二次weight += 20- p->nice

2.3 时间片怎么计算的

当该进程刚被其父进程fork出来时，是平分其父进程的剩余时间片的。这个时间片执行完后，就会根据它的初始优先级来重新分配时间片，优先级为+19时最低，只分配最小时间片5ms，优先级为0时是100ms，优先级是-20时是最大时间片800ms。

2.3.1 prio

prio将实时优先级和普通优先级记性排序，prio = 实时优先级（0-99）+ 普通优先级（-20~19）排列：

  • 普通优先级从100~139，即prio100=普通优先级-20；
  • prio的0-99对应实时优先级的99-0（实时优先级取反对应）；

    2.3.2 计算时间片

    根据prio值分成两种：
    1、如果prio小于120：time_slice=20(140-prio) //nice为-20（prio=100）时粉的最大时间片800ms
    2、如果prio大于等于120：time_slice=5    (140-prio) //nice为+19（prio=139）时最低，只分配最小时间片5ms

linux源码如下：
#define SCALE_PRIO(x, prio) \
max(x * (MAX_PRIO - prio) / (MAX_USER_PRIO/2), MIN_TIMESLICE)

static unsigned int task_timeslice(task_t p)
{
if (p->static_prio < NICE_TO_PRIO(0))
return SCALE_PRIO(DEF_TIMESLICE4, p->static_prio);
else
return SCALE_PRIO(DEF_TIMESLICE, p->static_prio);