Linux2.4.x是一個(gè)基于非搶占式的多任務(wù)的分時(shí)操作系統(tǒng)，雖然在用戶進(jìn)程的調(diào)度上采用搶占式策略，但是而在內(nèi)核還是采用了輪轉(zhuǎn)的方法，如果有個(gè)內(nèi)核態(tài)的線程惡性占有CPU不釋放，那系統(tǒng)無法從中解脫出來，所以實(shí)時(shí)性并不是很強(qiáng)。這種情況有望在Linux 2.6版本中得到改善，在2.6版本中采用了搶占式的調(diào)度策略。

　　內(nèi)核中根據(jù)任務(wù)的實(shí)時(shí)程度提供了三種調(diào)度策略：

　?、?SCHED_OTHER為非實(shí)時(shí)任務(wù)，采用常規(guī)的分時(shí)調(diào)度策略；

　?、?SCHED_FIFO為短小的實(shí)時(shí)任務(wù)，采用先進(jìn)先出式調(diào)度，除非有更高優(yōu)先級(jí)進(jìn)程申請(qǐng)運(yùn)行，否則該進(jìn)程將保持運(yùn)行至退出才讓出CPU；

　?、?SCHED_RR任務(wù)較長的實(shí)時(shí)任務(wù)，由于任務(wù)較長，不能采用FIFO的策略，而是采用輪轉(zhuǎn)式調(diào)度，該進(jìn)程被調(diào)度下來后將被置于運(yùn)行隊(duì)列的末尾，以保證其他實(shí)時(shí)進(jìn)程有機(jī)會(huì)運(yùn)行。

　　在上述三種調(diào)度策略的基礎(chǔ)上，進(jìn)程依照優(yōu)先級(jí)的高低被分別調(diào)系統(tǒng)。優(yōu)先級(jí)是一些簡單的整數(shù)，它代表了為決定應(yīng)該允許哪一個(gè)進(jìn)程使用CPU的資源時(shí)判斷方便而賦予進(jìn)程的權(quán)值——優(yōu)先級(jí)越高，它得到CPU時(shí)間的機(jī)會(huì)也就越大。

　　在Linux中，非實(shí)時(shí)進(jìn)程有兩種優(yōu)先級(jí)，一種是靜態(tài)優(yōu)先級(jí)，另一種是動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)。實(shí)時(shí)進(jìn)程又增加了第三種優(yōu)先級(jí)，實(shí)時(shí)優(yōu)先級(jí)。

　?、?靜態(tài)優(yōu)先級(jí)（priority）——被稱為“靜態(tài)”是因?yàn)樗浑S時(shí)間而改變，只能由用戶進(jìn)行修改。它指明了在被迫和其它進(jìn)程競爭CPU之前該進(jìn)程所應(yīng)該被允許的時(shí)間片的值（20）。

　?、?動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)（counter）——counter 即系統(tǒng)為每個(gè)進(jìn)程運(yùn)行而分配的時(shí)間片，Linux兼用它來表示進(jìn)程的動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)。只要進(jìn)程擁有CPU，它就隨著時(shí)間不斷減??；當(dāng)它為0時(shí)，標(biāo)記進(jìn)程重新調(diào)度。它指明了在當(dāng)前時(shí)間片中所剩余的時(shí)間量（初為20）。

　　③ 實(shí)時(shí)優(yōu)先級(jí)（rt_priority）——值為1000。Linux把實(shí)時(shí)優(yōu)先級(jí)與counter值相加作為實(shí)時(shí)進(jìn)程的優(yōu)先權(quán)值。較高權(quán)值的進(jìn)程總是優(yōu)先于較低權(quán)值的進(jìn)程，如果一個(gè)進(jìn)程不是實(shí)時(shí)進(jìn)程，其優(yōu)先權(quán)就遠(yuǎn)小于1000，所以實(shí)時(shí)進(jìn)程總是優(yōu)先。

　　在每個(gè)tick到來的時(shí)候（也就是時(shí)鐘中斷發(fā)生），系統(tǒng)減小當(dāng)前占有CPU的進(jìn)程的counter，如果counter減小到0，則將need_resched置1，中斷返回過程中進(jìn)行調(diào)度。update_process_times（）為時(shí)鐘中斷處理程序調(diào)用的一個(gè)子函數(shù)：

　　void update_process_times（int user_tick）
　　{
　　struct task_struct *p = current;
　　int cpu = smp_processor_id（）， system = user_tick ^ 1;
　　update_ONe_process（p, user_tick, system, cpu）；
　　if （p->pid） {
　　if （--p->counter <= 0） {
　　p->counter = 0;
　　p->need_resched = 1;
　　}
　　if （p->nice > 0）
　　kstat.per_cpu_nice[cpu] = user_tick;
　　else
　　kstat.per_cpu_user[cpu] = user_tick;
　　kstat.per_cpu_system[cpu] = system;
　　} else if （local_bh_count（cpu） || local_irq_count（cpu） > 1）
　　kstat.per_cpu_system[cpu] = system;
　　}

　　Linux中進(jìn)程的調(diào)度使在schedule（）函數(shù)中實(shí)現(xiàn)的，該函數(shù)在下面的ARM匯編片斷中被調(diào)用到：

　　/*
　　* This is the fast syscall return path. We do as little as
　　* possible here, and this includes saving r0 back into the SVC
　　* stack.
　　*/
　　ret_fast_syscall:
　　ldr r1, [tsk, #TSK_NEED_RESCHED]
　　ldr r2, [tsk, #TSK_SIGPENDING]
　　teq r1, #0  need_resched || sigpending
　　teqeq r2, #0
　　bne slow
　　fast_restore_user_regs
　　/*
　　* Ok, we need to do extra processing, enter the slow path.
　　*/
　　slow: str r0, [sp, #S_R0 S_OFF]!  returned r0
　　b 1f
　　/*
　　* "slow" syscall return path. "why" tells us if this was a real syscall.
　　*/
　　reschedule:
　　bl SYMBOL_NAME（schedule）
　　ENTRY（ret_to_user）
　　ret_slow_syscall:
　　ldr r1, [tsk, #TSK_NEED_RESCHED]
　　ldr r2, [tsk, #TSK_SIGPENDING]
　　1: teq r1, #0  need_resched => schedule（）
　　bne reschedule 　　teq r2, #0  sigpending => do_signal（）
　　blne __do_signal
　　restore_user_regs

　　而這段代碼在中斷返回或者系統(tǒng)調(diào)用返回中反復(fù)被調(diào)用到：

　　 進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)： 如進(jìn)程終止，睡眠等，當(dāng)進(jìn)程要調(diào)用sleep（）或exit（）等函數(shù)使進(jìn)程狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，這些函數(shù)會(huì)主動(dòng)調(diào)用schedule（）轉(zhuǎn)入進(jìn)程調(diào)度。

　　 可運(yùn)行隊(duì)列中增加新的進(jìn)程時(shí)。

　　ENTRY（ret_from_fork）
　　bl SYMBOL_NAME（schedule_tail）
　　get_current_task tsk
　　ldr ip, [tsk, #TSK_PTRACE]  check for syscall tracing
　　mov why, #1
　　tst ip, #PT_TRACESYS  are we tracing syscalls?
　　beq ret_slow_syscall
　　mov r1, sp
　　mov r0, #1  trace exit [IP = 1]
　　bl SYMBOL_NAME（syscall_trace）
　　b ret_slow_syscall

　?、?在時(shí)鐘中斷到來后：Linux初始化時(shí)，設(shè)定系統(tǒng)定時(shí)器的周期為10毫秒。當(dāng)時(shí)鐘中斷發(fā)生時(shí)，時(shí)鐘中斷服務(wù)程序timer_interrupt立即調(diào)用時(shí)鐘處理函數(shù)do_timer（ ），在do_timer（）會(huì)將當(dāng)前進(jìn)程的counter減1，如果counter為0則置need_resched標(biāo)志，在從時(shí)鐘中斷返回的過程中會(huì)調(diào)用schedule.

　?、苓M(jìn)程從系統(tǒng)調(diào)用返回到用戶態(tài)時(shí)；判斷need_resched標(biāo)志是否置位，若是則轉(zhuǎn)入執(zhí)行schedule（）。系統(tǒng)調(diào)用實(shí)際上就是通過軟中斷實(shí)現(xiàn)的，下面是ARM平臺(tái)下軟中斷處理代碼：

　　.align 5
　　ENTRY（vector_swi）
　　save_user_regs
　　zero_fp
　　get_scno
　　enable_irqs ip
　　str r4, [sp, #-S_OFF]!  push fifth arg
　　get_current_task tsk
　　ldr ip, [tsk, #TSK_PTRACE]  check for syscall tracing
　　bic scno, scno, #0xff000000  mask off SWI op-code
　　eor scno, scno, #OS_NUMBER 《 20  check OS number
　　adr tbl, sys_call_table  load syscall table pointer
　　tst ip, #PT_TRACESYS  are we tracing syscalls?
　　bne __sys_trace
　　adrsvc al, lr, ret_fast_syscall 

    裝載返回地址，用于在跳轉(zhuǎn)調(diào)用后返回到上面的代碼片斷中的

    ret_fast_syscall
　　cmp scno, #NR_syscalls  check upper syscall limit
　　ldrcc pc, [tbl, scno, lsl #2]  call sys_* routine
　　add r1, sp, #S_OFF
　　2: mov why, #0  no longer a real syscall
　　cmp scno, #ARMSWI_OFFSET
　　eor r0, scno, #OS_NUMBER 《 20  put OS number back
　　bcs SYMBOL_NAME（arm_syscall）
　　b SYMBOL_NAME（sys_ni_syscall）  not private func

　　⑤ 內(nèi)核處理完中斷后，進(jìn)程返回到用戶態(tài)。

　?、?進(jìn)程主動(dòng)調(diào)用schedule（）請(qǐng)求進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度。

　　----------------------------------------------

　　ARM Linux 進(jìn)程調(diào)度：

　　switch_mm中是進(jìn)行頁表的切換，即將下一個(gè)的pgd的開始物理地址放入CP15中的C2寄存器。進(jìn)程的pgd的虛擬地址存放在task_struct結(jié)構(gòu)中的pgd指針中，通過__virt_to_phys宏可以轉(zhuǎn)變成成物理地址。
　　
　　static inline void
　　switch_mm（struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next,
　　struct task_struct *tsk, unsigned int cpu）
　　{
　　if （prev != next）
　　cpu_switch_mm（next->pgd, tsk）；
　　}
　　#define cpu_switch_mm（pgd,tsk） cpu_set_pgd（__virt_to_phys（（unsigned long）（pgd）
　?。?BR>　　#define cpu_get_pgd（） \
　　（{ \
　　unsigned long pg; \
　　__asm__（"mrc p15, 0, %0, c2, c0, 0" \
　　: "=r" （pg））； \
　　pg &= ~0x3fff; \
　　（pgd_t *）phys_to_virt（pg）； \
　　}）
　　switch_to（）完成進(jìn)程上下文的切換，通過調(diào)用匯編函數(shù)__switch_to完成，其實(shí)現(xiàn)比較簡單，也就是保存prev進(jìn)程的上下文信息，該上下文信息由context_save_struct結(jié)構(gòu)描述，包括主要的寄存器，然后將next的上下文信息讀出，信息保存在task_struct中的thread.save中TSS_SAVE標(biāo)識(shí)了thread.save在task_struct中的位置。
　　/*
　　* Register switch for ARMv3 and ARMv4 processors
　　* r0 = previous, r1 = next, return previous.
　　* previous and next are guaranteed not to be the same.
　　*/
　　ENTRY（__switch_to）
　　stmfd sp!, {r4 - sl, fp, lr}  Store most regs on
　　stack
　　mrs ip, cpsr
　　str ip, [sp, #-4]!  Save cpsr_SVC
　　str sp, [r0, #TSS_SAVE]  Save sp_SVC
　　ldr sp, [r1, #TSS_SAVE]  Get saved sp_SVC
　　ldr r2, [r1, #TSS_DOMAIN]
　　*
　　* Returns amount of memory which needs to be reserved.
　　*/
　　long ed_init（long mem_start, int mem_end）
　　{
　　int i,
　　ep;
　　short tshort,
　　version,
　　length,
　　s_ofs;
　　if （register_blkdev（EPROM_MAJOR,"ed",&ed_fops）） {
　　printk（"EPROMDISK: Unable to get major %d.\n", EPROM_MAJOR）；
　　return 0;
　　}
　　blk_dev[EPROM_MAJOR].request_fn = DEVICE_REQUEST;
　　for（i=0;i< 4） {
　　printk（"EPROMDISK: Length （%d） Too short.\n", length）；
　　return 0;
　　}
　　ed_length = length * 512;
　　sector_map = ep 6;
　　sector_offset = ep s_ofs;
　　printk（"EPROMDISK: Version %d installed, %d bytes\n", （int）version, ed_length）；
　　return 0;
　　}
　　int get_edisk（unsigned char *buf, int sect, int num_sect）
　　{
　　short ss, /* Sector start */
　　tshort;
　　int s; /* Sector offset */
　　for（s=0;s0;） {
　　sock = bp / EPROM_SIZE;
　　page = （bp % EPROM_SIZE） / EPAGE_SIZE;
　　offset = bp % EPAGE_SIZE;
　　nb = （len offset）>EPAGE_SIZE?EPAGE_SIZE-（offset%EPAGE_SIZE）：len;
　　cr1 = socket[sock] | （（page 《 4） & 0x30） | 0x40; /* no board select for now */
　　cr2 = （page 》 2） & 0x03;
　　outb（（char）cr1,CONTROL_REG1）；
　　outb（（char）cr2,CONTROL_REG2）；
　　memcpy（buf bofs,（char *）（EPROM_WINDOW offset），nb）；
　　len -= nb;
　　bp = nb;
　　bofs = nb;
　　}
　　return 0;
　　}
　　med.c代碼如下：
　　/* med.c - make eprom disk image from ramdisk image */
　　#include
　　#include
　　#include
　　#define DISK_SIZE （6291456）
　　#define NUM_SECT （DISK_SIZE/512）
　　void write_eprom_image（FILE *fi, FILE *fo）；
　　int main（int ac, char **av）
　　{
　　FILE *fi,
　　*fo;
　　char fin[44],
　　fon[44];
　　if （ac > 1） {
　　strcpy（fin,av[1]）；
　　} else {
　　strcpy（fin,"hda3.ram"）；
　　}
　　if （ac > 2） {
　　strcpy（fon,av[2]）；
　　} else {
　　strcpy（fon,"hda3.eprom"）；
　　}
　　fi = fopen（fin,"r"）；
　　fo = fopen（fon,"w"）；
　　if （fi == 0 || fo == 0） {
　　printf（"Can't open files\n"）；
　　exit（0）；
　　}
　　write_eprom_image（fi,fo）；
　　fclose（fi）；
　　fclose（fo）；
　　}
　　void write_eprom_image（FILE *fi, FILE *fo）
　　{
　　char *ini;
　　char *outi; /* In and out images */
　　short *smap; /* Sector map */
　　char *sp;
　　char c = 0;
　　struct {
　　unsigned short version;
　　unsigned short blocks;
　　unsigned short sect_ofs;
　　} hdr;
　　int ns,
　　s,
　　i,
　　fs;
　　ini = （char *）malloc（DISK_SIZE）； /* Max disk size is currently 6M */
　　outi = （char *）malloc（DISK_SIZE）； /* Max disk size is currently 6M */
　　smap = （short *）malloc（NUM_SECT*sizeof（short））；
　　if （ini == NULL || outi == NULL || smap == NULL） {
　　printf（"Can't allocate memory :（\n"）；
　　exit（0）；
　　}
　　if （DISK_SIZE != fread（ini,1,DISK_SIZE,fi）） {
　　printf（"Can't read input file :（\n"）；
　　exit（0）；
　　}
　　memcpy（outi,ini,512）； /* Copy in first sector */
　　smap[0] = 0;
　　ns = 1; /* Number of sectors in outi */