/* * linux/kernel/sched.c * * (C) 1991 Linus Torvalds *//* * 'sched.c'是主要的內(nèi)核文件。其中包括有關(guān)調(diào)度的基本函數(shù)(sleep_on、wakeup、schedule 等)以及 * 一些簡單的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)（比如getpid()，僅從當(dāng)前任務(wù)中獲取一個字段）。 */#include <linux/sched.h>	// 調(diào)度程序頭文件。定義了任務(wù)結(jié)構(gòu)task_struct、第1 個初始任務(wù)// 的數(shù)據(jù)。還有一些以宏的形式定義的有關(guān)描述符參數(shù)設(shè)置和獲取的// 嵌入式匯編函數(shù)程序。#include <linux/kernel.h>	// 內(nèi)核頭文件。含有一些內(nèi)核常用函數(shù)的原形定義。#include <linux/sys.h>		// 系統(tǒng)調(diào)用頭文件。含有72 個系統(tǒng)調(diào)用C 函數(shù)處理程序,以'sys_'開頭。#include <linux/fdreg.h>	// 軟驅(qū)頭文件。含有軟盤控制器參數(shù)的一些定義。#include <asm/system.h>		// 系統(tǒng)頭文件。定義了設(shè)置或修改描述符/中斷門等的嵌入式匯編宏。#include <asm/io.h>		// io 頭文件。定義硬件端口輸入/輸出宏匯編語句。#include <asm/segment.h>	// 段操作頭文件。定義了有關(guān)段寄存器操作的嵌入式匯編函數(shù)。#include <signal.h>		// 信號頭文件。定義信號符號常量，sigaction 結(jié)構(gòu)，操作函數(shù)原型。#define _S(nr) (1<<((nr)-1))	// 取信號nr 在信號位圖中對應(yīng)位的二進(jìn)制數(shù)值。信號編號1-32。// 比如信號5 的位圖數(shù)值 = 1<<(5-1) = 16 = 00010000b。#define _BLOCKABLE (~(_S(SIGKILL) | _S(SIGSTOP)))	// 除了SIGKILL 和SIGSTOP 信號以外其它都是// 可阻塞的(…10111111111011111111b)。// 顯示任務(wù)號nr 的進(jìn)程號、進(jìn)程狀態(tài)和內(nèi)核堆棧空閑字節(jié)數(shù)（大約）。void show_task (int nr, struct task_struct *p){	int i, j = 4096 - sizeof (struct task_struct);	printk ("%d: pid=%d, state=%d, ", nr, p->pid, p->state);	i = 0;	while (i < j && !((char *) (p + 1))[i])	// 檢測指定任務(wù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以后等于0 的字節(jié)數(shù)。		i++;	printk ("%d (of %d) chars free in kernel stack\n\r", i, j);}// 顯示所有任務(wù)的任務(wù)號、進(jìn)程號、進(jìn)程狀態(tài)和內(nèi)核堆棧空閑字節(jié)數(shù)（大約）。void show_stat (void){	int i;	for (i = 0; i < NR_TASKS; i++)// NR_TASKS 是系統(tǒng)能容納的最大進(jìn)程（任務(wù)）數(shù)量（64 個），		if (task[i])		// 定義在include/kernel/sched.h 第4 行。			show_task (i, task[i]);}// 定義每個時間片的滴答數(shù)?。#define LATCH (1193180/HZ)extern void mem_use (void);	// [??]沒有任何地方定義和引用該函數(shù)。extern int timer_interrupt (void);	// 時鐘中斷處理程序(kernel/system_call.s,176)。extern int system_call (void);	// 系統(tǒng)調(diào)用中斷處理程序(kernel/system_call.s,80)。union task_union{				// 定義任務(wù)聯(lián)合(任務(wù)結(jié)構(gòu)成員和stack 字符數(shù)組程序成員)。	struct task_struct task;	// 因為一個任務(wù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與其堆棧放在同一內(nèi)存頁中，所以	char stack[PAGE_SIZE];	// 從堆棧段寄存器ss 可以獲得其數(shù)據(jù)段選擇符。};static union task_union init_task = { INIT_TASK, };	// 定義初始任務(wù)的數(shù)據(jù)(sched.h 中)。long volatile jiffies;	// 從開機(jī)開始算起的滴答數(shù)時間值（10ms/滴答）。// 前面的限定符volatile，英文解釋是易變、不穩(wěn)定的意思。這里是要求gcc 不要對該變量進(jìn)行優(yōu)化// 處理，也不要挪動位置，因為也許別的程序會來修改它的值。long startup_time;		// 開機(jī)時間。從1970:0:0:0 開始計時的秒數(shù)。struct task_struct *current = &(init_task.task);	// 當(dāng)前任務(wù)指針（初始化為初始任務(wù)）。struct task_struct *last_task_used_math = NULL;	// 使用過協(xié)處理器任務(wù)的指針。struct task_struct *task[NR_TASKS] = { &(init_task.task), };	// 定義任務(wù)指針數(shù)組。long user_stack[PAGE_SIZE >> 2];	// 定義系統(tǒng)堆棧指針，4K。指針指在最后一項。// 該結(jié)構(gòu)用于設(shè)置堆棧ss:esp（數(shù)據(jù)段選擇符，指針），見head.s，第23 行。struct{  long *a;  short b;}stack_start = {&user_stack[PAGE_SIZE >> 2], 0x10};/* * 將當(dāng)前協(xié)處理器內(nèi)容保存到老協(xié)處理器狀態(tài)數(shù)組中，并將當(dāng)前任務(wù)的協(xié)處理器 * 內(nèi)容加載進(jìn)協(xié)處理器。 */// 當(dāng)任務(wù)被調(diào)度交換過以后，該函數(shù)用以保存原任務(wù)的協(xié)處理器狀態(tài)（上下文）并恢復(fù)新調(diào)度進(jìn)來的// 當(dāng)前任務(wù)的協(xié)處理器執(zhí)行狀態(tài)。void math_state_restore (){
	struct i387_struct *tmp;
	if (last_task_used_math == current)	// 如果任務(wù)沒變則返回(上一個任務(wù)就是當(dāng)前任務(wù))。		return;			// 這里所指的"上一個任務(wù)"是剛被交換出去的任務(wù)。 // __asm__ ("fwait");		// 在發(fā)送協(xié)處理器命令之前要先發(fā)WAIT 指令。
	_asm fwait;	if (last_task_used_math)	{				// 如果上個任務(wù)使用了協(xié)處理器，則保存其狀態(tài)。//      __asm__ ("fnsave %0"::"m" (last_task_used_math->tss.i387));
		tmp = &last_task_used_math->tss.i387;
		_asm mov ebx,tmp
		_asm fnsave [ebx];	}	last_task_used_math = current;	// 現(xiàn)在，last_task_used_math 指向當(dāng)前任務(wù)，									// 以備當(dāng)前任務(wù)被交換出去時使用。	if (current->used_math)	{				// 如果當(dāng)前任務(wù)用過協(xié)處理器，則恢復(fù)其狀態(tài)。//      __asm__ ("frstor %0"::"m" (current->tss.i387));
		tmp = &current->tss.i387;
		_asm mov ebx,tmp
		_asm frstor [ebx];	}	else	{				// 否則的話說明是第一次使用，//      __asm__ ("fninit"::);	// 于是就向協(xié)處理器發(fā)初始化命令，
		_asm fninit;		current->used_math = 1;	// 并設(shè)置使用了協(xié)處理器標(biāo)志。	}}/* * 'schedule()'是調(diào)度函數(shù)。這是個很好的代碼！沒有任何理由對它進(jìn)行修改，因為它可以在所有的 * 環(huán)境下工作（比如能夠?qū)O-邊界處理很好的響應(yīng)等）。只有一件事值得留意，那就是這里的信號 * 處理代碼。 * 注意！！任務(wù)0 是個閑置('idle')任務(wù)，只有當(dāng)沒有其它任務(wù)可以運(yùn)行時才調(diào)用它。它不能被殺 * 死，也不能睡眠。任務(wù)0 中的狀態(tài)信息'state'是從來不用的。 */void schedule (void){	int i, next, c;	struct task_struct **p;	// 任務(wù)結(jié)構(gòu)指針的指針。/* 檢測alarm（進(jìn)程的報警定時值），喚醒任何已得到信號的可中斷任務(wù) */
// 從任務(wù)數(shù)組中最后一個任務(wù)開始檢測alarm。	for (p = &LAST_TASK; p > &FIRST_TASK; --p)		if (*p)		{// 如果任務(wù)的alarm 時間已經(jīng)過期(alarm<jiffies),則在信號位圖中置SIGALRM 信號，然后清alarm。// jiffies 是系統(tǒng)從開機(jī)開始算起的滴答數(shù)（10ms/滴答）。定義在sched.h 第139 行。			if ((*p)->alarm && (*p)->alarm < jiffies)			{				(*p)->signal |= (1 << (SIGALRM - 1));				(*p)->alarm = 0;			}// 如果信號位圖中除被阻塞的信號外還有其它信號，并且任務(wù)處于可中斷狀態(tài)，則置任務(wù)為就緒狀態(tài)。// 其中'~(_BLOCKABLE & (*p)->blocked)'用于忽略被阻塞的信號，但SIGKILL 和SIGSTOP 不能被阻塞。			if (((*p)->signal & ~(_BLOCKABLE & (*p)->blocked)) &&					(*p)->state == TASK_INTERRUPTIBLE)				(*p)->state = TASK_RUNNING;	//置為就緒（可執(zhí)行）狀態(tài)。		}  /* 這里是調(diào)度程序的主要部分 */	while (1)	{		c = -1;		next = 0;		i = NR_TASKS;		p = &task[NR_TASKS];// 這段代碼也是從任務(wù)數(shù)組的最后一個任務(wù)開始循環(huán)處理，并跳過不含任務(wù)的數(shù)組槽。比較每個就緒// 狀態(tài)任務(wù)的counter（任務(wù)運(yùn)行時間的遞減滴答計數(shù)）值，哪一個值大，運(yùn)行時間還不長，next 就// 指向哪個的任務(wù)號。		while (--i)		{			if (!*--p)				continue;			if ((*p)->state == TASK_RUNNING && (*p)->counter > c)				c = (*p)->counter, next = i;		}      // 如果比較得出有counter 值大于0 的結(jié)果，則退出124 行開始的循環(huán)，執(zhí)行任務(wù)切換（141 行）。		if (c)			break;      // 否則就根據(jù)每個任務(wù)的優(yōu)先權(quán)值，更新每一個任務(wù)的counter 值，然后回到125 行重新比較。      // counter 值的計算方式為counter = counter /2 + priority。[右邊counter=0??]		for (p = &LAST_TASK; p > &FIRST_TASK; --p)			if (*p)				(*p)->counter = ((*p)->counter >> 1) + (*p)->priority;	}
	switch_to (next);		// 切換到任務(wù)號為next 的任務(wù)，并運(yùn)行之。}//// pause()系統(tǒng)調(diào)用。轉(zhuǎn)換當(dāng)前任務(wù)的狀態(tài)為可中斷的等待狀態(tài)，并重新調(diào)度。// 該系統(tǒng)調(diào)用將導(dǎo)致進(jìn)程進(jìn)入睡眠狀態(tài)，直到收到一個信號。該信號用于終止進(jìn)程或者使進(jìn)程調(diào)用// 一個信號捕獲函數(shù)。只有當(dāng)捕獲了一個信號，并且信號捕獲處理函數(shù)返回，pause()才會返回。// 此時pause()返回值應(yīng)該是-1，并且errno 被置為EINTR。這里還沒有完全實現(xiàn)（直到0.95 版）。int sys_pause (void){	current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;	schedule ();	return 0;}// 把當(dāng)前任務(wù)置為不可中斷的等待狀態(tài)，并讓睡眠隊列頭的指針指向當(dāng)前任務(wù)。// 只有明確地喚醒時才會返回。該函數(shù)提供了進(jìn)程與中斷處理程序之間的同步機(jī)制。// 函數(shù)參數(shù)*p 是放置等待任務(wù)的隊列頭指針。（參見列表后的說明）。void sleep_on (struct task_struct **p){	struct task_struct *tmp;	// 若指針無效，則退出。（指針?biāo)傅膶ο罂梢允荖ULL，但指針本身不會為0)。	if (!p)		return;	if (current == &(init_task.task))	// 如果當(dāng)前任務(wù)是任務(wù)0，則死機(jī)(impossible!)。		panic ("task[0] trying to sleep");	tmp = *p;			// 讓tmp 指向已經(jīng)在等待隊列上的任務(wù)(如果有的話)。	*p = current;			// 將睡眠隊列頭的等待指針指向當(dāng)前任務(wù)。	current->state = TASK_UNINTERRUPTIBLE;	// 將當(dāng)前任務(wù)置為不可中斷的等待狀態(tài)。	schedule ();			// 重新調(diào)度。// 只有當(dāng)這個等待任務(wù)被喚醒時，調(diào)度程序才又返回到這里，則表示進(jìn)程已被明確地喚醒。// 既然大家都在等待同樣的資源，那么在資源可用時，就有必要喚醒所有等待該資源的進(jìn)程。該函數(shù)// 嵌套調(diào)用，也會嵌套喚醒所有等待該資源的進(jìn)程。然后系統(tǒng)會根據(jù)這些進(jìn)程的優(yōu)先條件，重新調(diào)度// 應(yīng)該由哪個進(jìn)程首先使用資源。也即讓這些進(jìn)程競爭上崗。	if (tmp)			// 若還存在等待的任務(wù)，則也將其置為就緒狀態(tài)（喚醒）。		tmp->state = 0;}// 將當(dāng)前任務(wù)置為可中斷的等待狀態(tài)，并放入*p 指定的等待隊列中。參見列表后對sleep_on()的說明。void interruptible_sleep_on (struct task_struct **p){	struct task_struct *tmp;	if (!p)		return;	if (current == &(init_task.task))		panic ("task[0] trying to sleep");	tmp = *p;	*p = current;repeat:
	current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;	schedule ();// 如果等待隊列中還有等待任務(wù)，并且隊列頭指針?biāo)赶虻娜蝿?wù)不是當(dāng)前任務(wù)時，則將該等待任務(wù)置為// 可運(yùn)行的就緒狀態(tài)，并重新執(zhí)行調(diào)度程序。當(dāng)指針*p 所指向的不是當(dāng)前任務(wù)時，表示在當(dāng)前任務(wù)被放// 入隊列后，又有新的任務(wù)被插入等待隊列中，因此，既然本任務(wù)是可中斷的，就應(yīng)該首先執(zhí)行所有// 其它的等待任務(wù)。	if (*p && *p != current)	{		(**p).state = 0;		goto repeat;	}// 下面一句代碼有誤，應(yīng)該是*p = tmp，讓隊列頭指針指向其余等待任務(wù)，否則在當(dāng)前任務(wù)之前插入// 等待隊列的任務(wù)均被抹掉了。參見圖4.3。	*p = NULL;	if (tmp)		tmp->state = 0;}// 喚醒指定任務(wù)*p。void wake_up (struct task_struct **p){	if (p && *p)	{		(**p).state = 0;		// 置為就緒（可運(yùn)行）狀態(tài)。		*p = NULL;	}}/* * 好了，從這里開始是一些有關(guān)軟盤的子程序，本不應(yīng)該放在內(nèi)核的主要部分中的。將它們放在這里 * 是因為軟驅(qū)需要一個時鐘，而放在這里是最方便的辦法。 */static struct task_struct *wait_motor[4] = { NULL, NULL, NULL, NULL };static int mon_timer[4] = { 0, 0, 0, 0 };static int moff_timer[4] = { 0, 0, 0, 0 };unsigned char current_DOR = 0x0C;	// 數(shù)字輸出寄存器(初值：允許DMA 和請求中斷、啟動FDC)。// 指定軟盤到正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)所需延遲滴答數(shù)（時間）。// nr -- 軟驅(qū)號(0-3)，返回值為滴答數(shù)。int ticks_to_floppy_on (unsigned int nr){	extern unsigned char selected;	// 當(dāng)前選中的軟盤號(kernel/blk_drv/floppy.c,122)。