进程的切换和系统的一般执行过程
进程调度的时机
1、中断：起到切出进程指令流的作用。中断处理程序是与进程无关的内核指令流。中断类型：
- 硬中断：可屏蔽中断和不可屏蔽中断。高电平说明有中断请求。
- 软中断/异常：
- 故障：出问题，但可以恢复到当前指令，如除零错误。
- 退出：不可恢复的严重故障，只能退出。如连续发生故障。
2、Linux内核通过schedule函数实现进程调度，调用schedule函数的时候就是进程调度的时机。进程调度时机如下：
- 用户进程通过特定的系统调用主动让出CPU；
- 中断处理程序在内核返回用户态是进行调度；
- 内核线程主动调用schedule函数让出CPU；
- 中断处理程序主动调用schedule函数让出CPU。
3、要点：
- 中断处理过程直接调用schedule()，或者当内核返回用户态时根据need_resched标志调用schedule()。
- 内核线程是一个特殊的进程，只有内核态没有用户态，可以直接调用schedule()进行进程切换，也可以在中断处理过程中进行调度（内核线程可以直接访问内核函数，所以不会发生系统调用）。
- 内核线程作为一类的特殊的进程可以主动调用schedule函数让出CPU，也可以被动调度。
用户态进程无法实现主动调度，仅能在中断处理过程中进行调度。
调度策略与算法
1、Linux系统调度策略：
- 对于实时进程，Linux采用FIFO（先进先出）或Round Robin（时间片轮转）的调度策略；对于其他进程，Linux采用CFS调度器，核心思想是“完全公平”。
- SCHED_FIFO和SCHED_RR：实时进程的调度类，实时进程的优先级是静态设定的，始终大于普通进程的优先级；
- SCHED_NORMAL：普通进程的调度类，同一进程在本身优先级不变的情况下分到的CPU时间占比会根据系统负载变化而发生变化。
2、进程上下文包含了进程执行需要的所有信息：
- 用户地址空间：包括程序代码，数据，用户堆栈等；
- 控制信息：进程描述符，内核堆栈等；
- 硬件上下文，相关寄存器的值。
3、Linux系统的一般执行过程：正在运行的用户态进程X切换到运行用户态进程Y的过程。
- 正在运行的用户态进程X。
- 发生中断——save cs:eip/esp/eflags(当前进程CPU的状态压入用户态进程X的内核堆栈)——load cs:eipss:esp(加载中断服务例程和内核堆栈)。
- 进入中断处理进程，首先SAVE_ALL，保存现场。
- 中断处理过程中或中断返回前调用了schedule()，其中的switch_to做了关键的进程上下文切换。
- 标号1之后开始运行用户态进程Y(这里Y曾经通过以上步骤被切换出去过因此可以从标号1继续执行)。
- restore_all 恢复进程X的执行状态。
- iret - pop cs:eip/ss:esp/eflags from kernel stack，
- 继续运行用户态进程Y。从Y进程的内核堆栈中弹出②中硬件完成的堆栈内容。
4、几种特殊情况：
- 通过中断处理过程中的调度时机，用户态进程与内核线程之间互相切换和内核线程之间互相切换，与最一般的情况非常类似，只是内核线程运行过程中发生中断没有进程用户态和内核态的转换；
- 内核线程主动调用schedule()，只有进程上下文的切换，没有发生中断上下文的切换，比 最一般的情况略简略；
- 创建子进程的系统调用在子进程中的执行起点及返回用户态，如fork一个子进程时；
- 加载一个新的可执行程序后返回到用户态的情况，如execve系统调用加载新的可执行程序；
进程调度相关源代码跟踪和分析
配置运行MenuOS系统
重新克隆一个menu,然后重新编译内核。
配置gdb远程调试和设置断点
打开调试模式，另打开一个窗口进行gdb远程调试，配置gdb远程调试并设置断点。
使用gdb跟踪分析schedule()函数
按c执行，停在schedule函数断点处。
按c继续执行到pick_next_task断点处：在这里根据某种调度策略和调度算法选择了下一个进程来切换。
按c继续执行到context_switch断点处，用来实现进程的切换。
按s单步调试进入switch_to函数内部,这里差不多按了几十下s吧！switch_to
