第二章 程序管理
2.1 程序排程
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。
程序分為i/o消耗型和處理器消耗型。前者指程序的大部分時間用來提交i/o請求或是等待i/o請求的；後者是指程序把事件大多數用在執行**上。linux更傾向於優先排程i/o消耗型程序。
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。
2.2 linux排程的實現
（1）時間記賬
（2）程序選擇
（3）排程器入口
（4）睡眠和喚醒
2.3 搶占和上下文切換
上下文切換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。
核心中need_resched標誌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，此時會發生使用者搶占。使用者搶占一般在如下情況下發生：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:核心可以在任何時候搶占正在執行的任務。核心搶占一般在如下情況下發生：
（1）中斷處理程式正在執行，且返回使用者空間之前；
（2）核心**再一次具有可搶占性的時候；
（3）如果核心中的任務顯式地呼叫schedule函式；
（4）如果核心中的任務阻塞。
2.4 程序概念
程序是正在執行的程式**的實時結果，是處於執行期的程式以及相關的資源的總稱。執行緒是在程序中活動的物件，核心排程的物件是執行緒，而不是程序。
程序提供兩種虛擬機制——虛擬處理器和虛擬記憶體。執行緒之間可以共享記憶體，但每個都擁有各自的虛擬處理器。
程序五種狀態標誌：task_running,task_interruptible,task_un interruptible,task_traced，task_stoppped.
2.5 程序上下文
程式在使用者空間執行時，當乙個程式執行了乙個系統呼叫或者觸發了某個異常，它就陷入核心空間，稱為核心「代表程序執行」並處於程序上下文中。
2.6 程序與執行緒的建立
從現有核心執行緒中建立乙個新的核心執行緒有兩種方法：
（1）利用kthread_creat()函式建立，並用wake_up_process()喚醒；
（2）直接執行kthread_run().
核心執行緒啟動之後就一直執行直到呼叫do_exit()退出，或者核心的其他部分呼叫kthread_stop()退出。
2.7 孤兒程序
如果父程序在子程序之前退出，必須有乙個機制來保證子程序能找到乙個新父親，否則這些孤兒程序就會在退出時永遠處於僵死狀態，白白耗費記憶體。
2.8 系統呼叫
系統呼叫是使用者空間訪問核心的唯一手段，除異常和陷入外，它們是核心唯一的合法入口。
定義乙個系統呼叫：
asmlinkage long sys_test(void)
核心在執行系統呼叫的時候處於程序上下文，在程序上下文中，核心可以休眠，並且可以被搶占。系統呼叫返回的時候，控制權仍在system_call中，它最終負責切換到使用者空間，並讓使用者繼續執行下去。
2.9 核心設計系統呼叫
主要完成系統呼叫函式編寫，系統呼叫號，系統呼叫表的填寫。
步驟1：在「/include/linux/syscalls.h」中增加要新增的系統呼叫的宣告。
asmlinkage long sys_test(void);
步驟2：在「/arch/arm/include/asm/unistd.h」
#define _nr_test(_nr_syscall_base+361)
步驟3：在「/kernel/sys.c」中實現系統呼叫函式。
asmlinkage long sys_test(void)
步驟4：在「/arch/arm/kernek/calls.s」中加入系統呼叫表的初始化部分
/* 361 */ call(sys_test)
步驟5：生成核心映象。應用層測試程式。
#include
#include
#include
int main()
測試結果：
pid: 859,this is test call.
after syscall：
i = 0
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