多工系統可以分為：非搶占式和搶占式。linux提供搶占式多工模式。程序在被搶占之前能夠執行的時間叫程序的時間片，linux獨一無二的公平排程程式本身並沒有採用時間片來達到公平排程。
linux之前採用o(1)排程器，它對大伺服器的工作負載很理想，但是對響應時間敏感的程式卻有不足。在2.6.23核心版本中用完全公平排程演算法（cfs）代替了o(1)排程演算法。
程序可以被分為i/o消耗型和處理器消耗型。i/o消耗型指程序的大部分時間用來提交i/o請求或是等待i/o請求。處理器消耗型指程序把事件大多數用在執行**上。排程策略通常在兩個矛盾中尋找平衡：程序響應迅速和最大系統利用率。linux更傾向於優先排程i/o消耗型程序。
排程程式總是選擇時間片未用盡而且優先順序最高的程序執行。
linux採用兩種不同的優先順序範圍。第一種是nice值，越大的nice值意味著更低的優先順序。第二種是實時優先順序，其值可以配置，越高的實時優先順序數值意味著程序優先順序越高。任何實時程序的優先順序都高於普通程序。
cfs做法：允許每個程序執行一段時間，迴圈輪轉，選擇執行最少的程序作為下乙個執行程序，而不再採用分配給每乙個程序時間片的做法，cfs在所有可執行程序總數基礎上計算出乙個程序應該執行多久，而不是依靠nice值來計算時間片。cfs引入每個程序獲得的時間片底線（最小粒度）預設情況為1ms，絕對的nice值不再影響排程決策，任何程序所獲得的處理器時間由它自己和其他所有可執行程序nice值的相對差決定。
linux排程的實現：
時間記賬
排程器實體結構是struct sched_entity，它嵌入在程序描述符struct task_struct中。虛擬時間以ns為單位，存在vruntime變數中，它和定時器節拍不再相關，vruntime變數可以準確測定程序的執行時間，而且可以知道誰應該是下乙個被執行的程序。
程序選擇
當cfs需要選擇下乙個執行程序時，它會挑乙個具有最小vruntime的程序，這就是cfs排程演算法的核心：選擇具有最小的vruntime的任務。這裡採用紅黑樹實現的。
排程器入口
程序排程的主要入口點是schedule函式，該函式會以優先順序為序，從高到低，依次檢查每乙個排程器，並且從最高優先順序的排程器中，選擇最高優先順序的程序。
睡眠和喚醒
對於睡眠，核心的操作是：程序把自己標記為休眠狀態，從可執行紅黑樹中移出，放入等待佇列，然後呼叫schedule函式選擇和執行乙個其他程序。對於喚醒，正好相反，程序被設定為可執行狀態，然後再從等待佇列中移到可執行紅黑樹中。
休眠有兩種程序狀態：task_interruptible和task_uninterruptible。它們唯一的區別在於處在task_uninterruptible的程序會忽略訊號，處於task_interruptible狀態的程序如果接收到乙個訊號，會被提前喚醒並響應該訊號。兩種狀態的程序位於同乙個等待佇列上，等待某些事情，不能夠執行。
關於休眠還需要注意一點：存在虛假的喚醒，所以有時候需要乙個迴圈處理來保證程序被喚醒的條件真正大達成。
等待佇列的使用
static declare_wait_queue_head(button_waitq); //定義等待佇列頭
wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press); //休眠
wake_up_interruptible(&button_waitq); //喚醒
搶占和上下文切換
上下文切換就是從乙個可執行程序切換到另乙個可執行程序。schedule函式主要完成兩個工作：其一，把虛擬記憶體從上乙個程序對映切換到新程序中。其二，從上乙個程序的處理器狀態切換到新程序的處理器狀態。
核心必須知道在什麼時候呼叫schedule函式，如何僅靠使用者程式**顯式地呼叫schedule，它們可能就會永遠的執行下去，所以核心中提供了乙個need_resched標誌來表明是否需要重新執行一次排程，該標誌對於核心來講是乙個資訊，它表示有其他程序應當被執行了，要盡快呼叫排程程式。
使用者搶占
核心即將返回使用者空間的時候，如果need_resched標誌被設定，會導致schedule函式被呼叫，此時就會發生使用者搶占。使用者搶占在如下情況時產生：其一，從系統呼叫返回使用者空間時。其二，從中斷處理程式返回使用者空間時。
核心搶占
在2.6版核心中，核心引入搶占能力，只要重新排程是安全的，即只要沒有持有鎖，核心就可以在任何時候搶占正在執行的任務。為了支援核心搶占，在每個程序的thread_info引入preempt_count計數器，當做一把鎖來使用。核心搶占在如下情況時產生：其一，中斷處理程式正在執行，且返回核心空間之前。其二，核心**再一次具有可搶占性的時候。其三，如果核心中的任務顯式地呼叫schedule函式。其四，如果核心中的任務阻塞（這樣會呼叫schedule函式）。
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