1. 唤醒抢占

当在try_to_wake_up/wake_up_process和wake_up_new_task中唤醒进程时, 内核使用全局check_preempt_curr看看是否进程可以抢占当前进程可以抢占当前运行的进程. 请注意该过程不涉及核心调度器.

每个调度器类都因应该实现一个check_preempt_curr函数, 在全局check_preempt_curr中会调用进程其所属调度器类check_preempt_curr进行抢占检查, 对于完全公平调度器CFS处理的进程, 则对应由check_preempt_wakeup函数执行该策略.

新唤醒的进程不必一定由完全公平调度器处理, 如果新进程是一个实时进程, 则会立即请求调度, 因为实时进程优先极高, 实时进程总会抢占CFS进程.

2 Linux进程的睡眠

在Linux中，仅等待CPU时间的进程称为就绪进程，它们被放置在一个运行队列中，一个就绪进程的状 态标志位为TASK_RUNNING. 一旦一个运行中的进程时间片用完, Linux 内核的调度器会剥夺这个进程对CPU的控制权, 并且从运行队列中选择一个合适的进程投入运行.

当然，一个进程也可以主动释放CPU的控制权. 函数schedule()是一个调度函数, 它可以被一个进程主动调用, 从而调度其它进程占用CPU. 一旦这个主动放弃CPU的进程被重新调度占用CPU, 那么它将从上次停止执行的位置开始执行, 也就是说它将从调用schedule()的下一行代码处开始执行.

有时候,进程需要等待直到某个特定的事件发生,例如设备初始化完成、I/O 操作完成或定时器到时等. 在这种情况下, 进程则必须从运行队列移出, 加入到一个等待队列中, 这个时候进程就进入了睡眠状态.

Linux 中的进程睡眠状态有两种

• 一种是可中断的睡眠状态，其状态标志位TASK_INTERRUPTIBLE.

可中断的睡眠状态的进程会睡眠直到某个条件变为真, 比如说产生一个硬件中断、释放进程正在等待的系统资源或是传递一个信号都可以是唤醒进程的条件.

• 另一种是不可中断的睡眠状态，其状态标志位为TASK_UNINTERRUPTIBLE.

不可中断睡眠状态与可中断睡眠状态类似, 但是它有一个例外, 那就是把信号传递到这种睡眠 状态的进程不能改变它的状态, 也就是说它不响应信号的唤醒. 不可中断睡眠状态一般较少用到, 但在一些特定情况下这种状态还是很有用的, 比如说: 进程必须等待, 不能被中断, 直到某个特定的事件发生.

在现代的Linux操作系统中, 进程一般都是用调用schedule的方法进入睡眠状态的, 下面的代码演示了如何让正在运行的进程进入睡眠状态。

sleeping_task = current;
set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
schedule();
func1();
/* Rest of the code ... */

3 linux进程的唤醒

当在try_to_wake_up/wake_up_process和wake_up_new_task中唤醒进程时, 内核使用全局check_preempt_curr看看是否进程可以抢占当前进程可以抢占当前运行的进程. 请注意该过程不涉及核心调度器.

3.1 wake_up_process

我们可以使用wake_up_process将刚才那个进入睡眠的进程唤醒, 该函数定义在kernel/sched/core.c, line 2043.

int wake_up_process(struct task_struct *p)
{
    return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
}

在调用了wake_up_process以后, 这个睡眠进程的状态会被设置为TASK_RUNNING，而且调度器会把它加入到运行队列中去. 当然， 这个进程只有在下次被调度器调度到的时候才能真正地投入运行.

3.2 try_to_wake_up

try_to_wake_up函数通过把进程状态设置为TASK_RUNNING, 并把该进程插入本地CPU运行队列rq来达到唤醒睡眠和停止的进程的目的.

例如: 调用该函数唤醒等待队列中的进程, 或恢复执行等待信号的进程.

static int
try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)

该函数接受的参数有: 被唤醒进程的描述符指针(p), 可以被唤醒的进程状态掩码(state), 一个标志wake_flags，用来禁止被唤醒的进程抢占本地CPU上正在运行的进程.

try_to_wake_up函数定义在kernel/sched/core.c, line 1906

3.3 wake_up_new_task

void wake_up_new_task(struct task_struct *p)

该函数定义在kernel/sched/core.c, line 2421

之前进入睡眠状态的可以通过try_to_wake_up和wake_up_process完成唤醒, 而我们fork新创建的进程在完成自己的创建工作后, 可以通过wake_up_new_task完成唤醒工作, 参见Linux下进程的创建过程分析(_do_fork/do_fork详解)–Linux进程的管理与调度（八）

使用fork创建进程的时候, 内核会调用_do_fork(早期内核对应do_fork)函数完成内核的创建, 其中在进程的信息创建完毕后, 就可以使用wake_up_new_task将进程唤醒并添加到就绪队列中等待调度. 代码参见kernel/fork.c, line 1755

3.4 check_preempt_curr

wake_up_new_task中唤醒进程时, 内核使用全局check_preempt_curr看看是否进程可以抢占当前进程可以抢占当前运行的进程.

    check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);

函数定义在kernel/sched/core.c, line 905

void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
{
    const struct sched_class *class;

    if (p->sched_class == rq->curr->sched_class)
    {
        rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
    }
    else
    {
        for_each_class(class) {
            if (class == rq->curr->sched_class)
                break;
            if (class == p->sched_class) {
                resched_curr(rq);
                break;
            }
        }
    }

    /*
     * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
     * this case, we can save a useless back to back clock update.
     */
    if (task_on_rq_queued(rq->curr) &