一：task_struct结构体分析

1、进程有两种特殊形式：没有用户虚拟地址空间的进程叫内核线程，共享用户虚拟地址空间的进程叫作用户线程。共享同一个用户虚拟地址空间的所有用户线程叫线程组。

C语言标准库进程                 Linux内核进程

包括多个个线程的进程        线程组

只有一个线程的进程           任务或进程

线程                                    共享用户虚拟地址空间的进程

2、Linux内核提供API函数来设置进程状态：

TASK_RUNING (可运行状态或者可就绪状态)

TASK_INTERRUPTIBLE(课终端睡眠状态，又叫浅睡眠状态)

TASK_UNINTERUPTIBLE(不可中断状态，又叫深度睡眠状态，我们可以通过ps命令产看被标记为D状态的进程)

TASK_STOPPED(终止状态)

EXIT_ZOMBIE(僵尸状态)

3、Linux内核目录结构

arch:不同平台体系结构的相关代码

block:设备驱动

doucmentation:描述模块功能和协议规范

drivers:驱动程序（USB总线、PCI总线、网卡驱动、显卡等））

fs:虚拟文件系统VFS代码

include:内核源码依赖的大部分头文件

init:内核初始化代码，直接关联到内存各个组件入口

ipc:进程间通信实现

kernel:内核核心代码（进程管理、IPQ管理）

lib:C标准库的子集

license:Linux内核根据Licenses/preferredGPL-2.0中提供GNU通用许可版本2

mm:内存管理相关实现操作

net:网络协议代码（TCP、IPv6、Wifi等）

samples:内核实例代码

sound:声卡驱动源码

tools:与内核交互

usr:用户打包和压缩内核的实现的源码

virt:/kvm虚拟化目录相关实现

4、Linux进程描述符task_struct结构体类型来描述，具体源码分析如下：5.6.18

include/linux/sched.h

// 进程描述符
struct task_struct {
#ifdef CONFIG_THREAD_INFO_IN_TASK/** For reasons of header soup (see current_thread_info()), this* must be the first element of task_struct.*/struct thread_info      thread_info;
#endif/* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped: */volatile long           state; // 判断进程的状态标志/** This begins the randomizable portion of task_struct. Only* scheduling-critical items should be added above here.*/randomized_struct_fields_startvoid                *stack; // 指向内核栈refcount_t          usage;/* Per task flags (PF_*), defined further below: */unsigned int            flags;unsigned int            ptrace;#ifdef CONFIG_SMPstruct llist_node       wake_entry;int             on_cpu;
#ifdef CONFIG_THREAD_INFO_IN_TASK/* Current CPU: */unsigned int            cpu;
#endifunsigned int            wakee_flips;unsigned long           wakee_flip_decay_ts;struct task_struct      *last_wakee;/** recent_used_cpu is initially set as the last CPU used by a task* that wakes affine another task. Waker/wakee relationships can* push tasks around a CPU where each wakeup moves to the next one.* Tracking a recently used CPU allows a quick search for a recently* used CPU that may be idle.*/int             recent_used_cpu;int             wake_cpu;
#endifint             on_rq;// 下面4个成员为：进程调度策略和优先级int             prio;int             static_prio;int             normal_prio;unsigned int            rt_priority;const struct sched_class    *sched_class;struct sched_entity     se;struct sched_rt_entity      rt;
#ifdef CONFIG_CGROUP_SCHEDstruct task_group       *sched_task_group;
#endifstruct sched_dl_entity      dl;#ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK/* Clamp values requested for a scheduling entity */struct uclamp_se        uclamp_req[UCLAMP_CNT];/* Effective clamp values used for a scheduling entity */struct uclamp_se        uclamp[UCLAMP_CNT];
#endif#ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS/* List of struct preempt_notifier: */struct hlist_head       preempt_notifiers;
#endif#ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACEunsigned int            btrace_seq;
#endifunsigned int            policy;int             nr_cpus_allowed;const cpumask_t         *cpus_ptr;cpumask_t           cpus_mask;#ifdef CONFIG_PREEMPT_RCUint             rcu_read_lock_nesting;union rcu_special       rcu_read_unlock_special;struct list_head        rcu_node_entry;struct rcu_node         *rcu_blocked_node;
#endif /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */#ifdef CONFIG_TASKS_RCUunsigned long           rcu_tasks_nvcsw;u8              rcu_tasks_holdout;u8              rcu_tasks_idx;int             rcu_tasks_idle_cpu;struct list_head        rcu_tasks_holdout_list;
#endif /* #ifdef CONFIG_TASKS_RCU */struct sched_info       sched_info;struct list_head        tasks;
#ifdef CONFIG_SMPstruct plist_node       pushable_tasks;struct rb_node          pushable_dl_tasks;
#endif// 这两个指针指向内存描述符。// 进程：mm/active_mm 指向同一个内存描述符// 内核线程：mm是空指针// 当内核执行的时候，active_mm指向从进程借用内存描述符struct mm_struct        *mm;struct mm_struct        *active_mm;/* Per-thread vma caching: */struct vmacache         vmacache;#ifdef SPLIT_RSS_COUNTINGstruct task_rss_stat        rss_stat;
#endifint             exit_state;int             exit_code;int             exit_signal;/* The signal sent when the parent dies: */int             pdeath_signal;/* JOBCTL_*, siglock protected: */unsigned long           jobctl;/* Used for emulating ABI behavior of previous Linux versions: */unsigned int            personality;/* Scheduler bits, serialized by scheduler locks: */unsigned            sched_reset_on_fork:1;unsigned            sched_contributes_to_load:1;unsigned            sched_migrated:1;unsigned            sched_remote_wakeup:1;
#ifdef CONFIG_PSIunsigned            sched_psi_wake_requeue:1;
#endif/* Force alignment to the next boundary: */unsigned            :0;/* Unserialized, strictly 'current' *//* Bit to tell LSMs we're in execve(): */unsigned            in_execve:1;unsigned            in_iowait:1;
#ifndef TIF_RESTORE_SIGMASKunsigned            restore_sigmask:1;
#endif
#ifdef CONFIG_MEMCGunsigned            in_user_fault:1;
#endif
#ifdef CONFIG_COMPAT_BRKunsigned            brk_randomized:1;
#endif
#ifdef CONFIG_CGROUPS/* disallow userland-initiated cgroup migration */unsigned            no_cgroup_migration:1;/* task is frozen/stopped (used by the cgroup freezer) */unsigned            frozen:1;
#endif
#ifdef CONFIG_BLK_CGROUP/* to be used once the psi infrastructure lands upstream. */unsigned            use_memdelay:1;
#endifunsigned long           atomic_flags; /* Flags requiring atomic access. */struct restart_block        restart_block;// 全局的进程号// 全局的线程组标识符pid_t               pid;pid_t               tgid;#ifdef CONFIG_STACKPROTECTOR/* Canary value for the -fstack-protector GCC feature: */unsigned long           stack_canary;
#endif/** Pointers to the (original) parent process, youngest child, younger sibling,* older sibling, respectively.  (p->father can be replaced with* p->real_parent->pid)*//* Real parent process: */struct task_struct __rcu    *real_parent; // 指向真实的父进程/* Recipient of SIGCHLD, wait4() reports: */ // 指向父进程struct task_struct __rcu    *parent;/** Children/sibling form the list of natural children:*/struct list_head        children;struct list_head        sibling;struct task_struct      *group_leader;  // 指向线程组的组长/** 'ptraced' is the list of tasks this task is using ptrace() on.** This includes both natural children and PTRACE_ATTACH targets.* 'ptrace_entry' is this task's link on the p->parent->ptraced list.*/struct list_head        ptraced;struct list_head        ptrace_entry;/* PID/PID hash table linkage. */struct pid          *thread_pid;struct hlist_node       pid_links[PIDTYPE_MAX];struct list_head        thread_group;struct list_head        thread_node;struct completion       *vfork_done;/* CLONE_CHILD_SETTID: */int __user          *set_child_tid;/* CLONE_CHILD_CLEARTID: */int __user          *clear_child_tid;u64             utime;u64             stime;
#ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIMEu64             utimescaled;u64             stimescaled;
#endifu64             gtime;struct prev_cputime     prev_cputime;
#ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_GENstruct vtime            vtime;
#endif#ifdef CONFIG_NO_HZ_FULLatomic_t            tick_dep_mask;
#endif/* Context switch counts: */unsigned long           nvcsw;unsigned long           nivcsw;/* Monotonic time in nsecs: */u64             start_time;/* Boot based time in nsecs: */u64             start_boottime;/* MM fault and swap info: this can arguably be seen as either mm-specific or thread-specific: */unsigned long           min_flt;unsigned long           maj_flt;/* Empty if CONFIG_POSIX_CPUTIMERS=n */struct posix_cputimers      posix_cputimers;/* Process credentials: *//* Tracer's credentials at attach: */const struct cred __rcu     *ptracer_cred;/* Objective and real subjective task credentials (COW): */const struct cred __rcu     *real_cred;/* Effective (overridable) subjective task credentials (COW): */const struct cred __rcu     *cred;#ifdef CONFIG_KEYS/* Cached requested key. */struct key          *cached_requested_key;
#endif/** executable name, excluding path.** - normally initialized setup_new_exec()* - access it with [gs]et_task_comm()* - lock it with task_lock()*/char                comm[TASK_COMM_LEN];struct nameidata        *nameidata;// 用NUIX系统：信号量和共享内存
#ifdef CONFIG_SYSVIPCstruct sysv_sem         sysvsem;struct sysv_shm         sysvshm;
#endif#ifdef CONFIG_DETECT_HUNG_TASKunsigned long           last_switch_count;unsigned long           last_switch_time;
#endif/* Filesystem information: */struct fs_struct        *fs; // 该成员属于文件系统信息，主要是进程的根目录和当前工作目录/* Open file information: */struct files_struct     *files; // 打开文件列表/* Namespaces: */struct nsproxy          *nsproxy;/* Signal handlers: */struct signal_struct        *signal;struct sighand_struct __rcu     *sighand;sigset_t            blocked;sigset_t            real_blocked;/* Restored if set_restore_sigmask() was used: */sigset_t            saved_sigmask;struct sigpending       pending;unsigned long           sas_ss_sp;size_t              sas_ss_size;unsigned int            sas_ss_flags;struct callback_head        *task_works;#ifdef CONFIG_AUDIT
#ifdef CONFIG_AUDITSYSCALLstruct audit_context        *audit_context;
#endifkuid_t              loginuid;unsigned int            sessionid;
#endifstruct seccomp          seccomp;/* Thread group tracking: */u64             parent_exec_id;u64             self_exec_id;/* Protection against (de-)allocation: mm, files, fs, tty, keyrings, mems_allowed, mempolicy: */spinlock_t          alloc_lock;/* Protection of the PI data structures: */raw_spinlock_t          pi_lock;struct wake_q_node      wake_q;#ifdef CONFIG_RT_MUTEXES/* PI waiters blocked on a rt_mutex held by this task: */struct rb_root_cached       pi_waiters;/* Updated under owner's pi_lock and rq lock */struct task_struct      *pi_top_task;/* Deadlock detection and priority inheritance handling: */struct rt_mutex_waiter      *pi_blocked_on;
#endif#ifdef CONFIG_DEBUG_MUTEXES/* Mutex deadlock detection: */struct mutex_waiter     *blocked_on;
#endif#ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEPint             non_block_count;
#endif#ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGSunsigned int            irq_events;unsigned long           hardirq_enable_ip;unsigned long           hardirq_disable_ip;unsigned int            hardirq_enable_event;unsigned int            hardirq_disable_event;int             hardirqs_enabled;int             hardirq_context;unsigned long           softirq_disable_ip;unsigned long           softirq_enable_ip;unsigned int            softirq_disable_event;unsigned int            softirq_enable_event;int             softirqs_enabled;int             softirq_context;
#endif#ifdef CONFIG_LOCKDEP
# define MAX_LOCK_DEPTH         48ULu64             curr_chain_key;int             lockdep_depth;unsigned int            lockdep_recursion;struct held_lock        held_locks[MAX_LOCK_DEPTH];
#endif#ifdef CONFIG_UBSANunsigned int            in_ubsan;
#endif/* Journalling filesystem info: */void                *journal_info;/* Stacked block device info: */struct bio_list         *bio_list;#ifdef CONFIG_BLOCK/* Stack plugging: */struct blk_plug         *plug;
#endif/* VM state: */struct reclaim_state        *reclaim_state;struct backing_dev_info     *backing_dev_info;struct io_context       *io_context;#ifdef CONFIG_COMPACTIONstruct capture_control      *capture_control;
#endif/* Ptrace state: */unsigned long           ptrace_message;kernel_siginfo_t        *last_siginfo;struct task_io_accounting   ioac;
#ifdef CONFIG_PSI/* Pressure stall state */unsigned int            psi_flags;
#endif
#ifdef CONFIG_TASK_XACCT/* Accumulated RSS usage: */u64             acct_rss_mem1;/* Accumulated virtual memory usage: */u64             acct_vm_mem1;/* stime + utime since last update: */u64             acct_timexpd;
#endif
#ifdef CONFIG_CPUSETS/* Protected by ->alloc_lock: */nodemask_t          mems_allowed;/* Seqence number to catch updates: */seqcount_t          mems_allowed_seq;int             cpuset_mem_spread_rotor;int             cpuset_slab_spread_rotor;
#endif
#ifdef CONFIG_CGROUPS/* Control Group info protected by css_set_lock: */struct css_set __rcu        *cgroups;/* cg_list protected by css_set_lock and tsk->alloc_lock: */struct list_head        cg_list;
#endif
#ifdef CONFIG_X86_CPU_RESCTRLu32             closid;u32             rmid;
#endif
#ifdef CONFIG_FUTEXstruct robust_list_head __user  *robust_list;
#ifdef CONFIG_COMPATstruct compat_robust_list_head __user *compat_robust_list;
#endifstruct list_head        pi_state_list;struct futex_pi_state       *pi_state_cache;struct mutex            futex_exit_mutex;unsigned int            futex_state;
#endif
#ifdef CONFIG_PERF_EVENTSstruct perf_event_context   *perf_event_ctxp[perf_nr_task_contexts];struct mutex            perf_event_mutex;struct list_head        perf_event_list;
#endif
#ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPTunsigned long           preempt_disable_ip;
#endif
#ifdef CONFIG_NUMA/* Protected by alloc_lock: */struct mempolicy        *mempolicy;short               il_prev;short               pref_node_fork;
#endif
#ifdef CONFIG_NUMA_BALANCINGint             numa_scan_seq;unsigned int            numa_scan_period;unsigned int            numa_scan_period_max;int             numa_preferred_nid;unsigned long           numa_migrate_retry;/* Migration stamp: */u64             node_stamp;u64             last_task_numa_placement;u64             last_sum_exec_runtime;struct callback_head        numa_work;/** This pointer is only modified for current in syscall and* pagefault context (and for tasks being destroyed), so it can be read* from any of the following contexts:*  - RCU read-side critical section*  - current->numa_group from everywhere*  - task's runqueue locked, task not running*/struct numa_group __rcu     *numa_group;/** numa_faults is an array split into four regions:* faults_memory, faults_cpu, faults_memory_buffer, faults_cpu_buffer* in this precise order.** faults_memory: Exponential decaying average of faults on a per-node* basis. Scheduling placement decisions are made based on these* counts. The values remain static for the duration of a PTE scan.* faults_cpu: Track the nodes the process was running on when a NUMA* hinting fault was incurred.* faults_memory_buffer and faults_cpu_buffer: Record faults per node* during the current scan window. When the scan completes, the counts* in faults_memory and faults_cpu decay and these values are copied.*/unsigned long           *numa_faults;unsigned long           total_numa_faults;/** numa_faults_locality tracks if faults recorded during the last* scan window were remote/local or failed to migrate. The task scan* period is adapted based on the locality of the faults with different* weights depending on whether they were shared or private faults*/unsigned long           numa_faults_locality[3];unsigned long           numa_pages_migrated;
#endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */#ifdef CONFIG_RSEQstruct rseq __user *rseq;u32 rseq_sig;/** RmW on rseq_event_mask must be performed atomically* with respect to preemption.*/unsigned long rseq_event_mask;
#endifstruct tlbflush_unmap_batch tlb_ubc;union {refcount_t      rcu_users;struct rcu_head     rcu;};/* Cache last used pipe for splice(): */struct pipe_inode_info      *splice_pipe;struct page_frag        task_frag;#ifdef CONFIG_TASK_DELAY_ACCTstruct task_delay_info      *delays;
#endif#ifdef CONFIG_FAULT_INJECTIONint             make_it_fail;unsigned int            fail_nth;
#endif/** When (nr_dirtied >= nr_dirtied_pause), it's time to call* balance_dirty_pages() for a dirty throttling pause:*/int             nr_dirtied;int             nr_dirtied_pause;/* Start of a write-and-pause period: */unsigned long           dirty_paused_when;#ifdef CONFIG_LATENCYTOPint             latency_record_count;struct latency_record       latency_record[LT_SAVECOUNT];
#endif/** Time slack values; these are used to round up poll() and* select() etc timeout values. These are in nanoseconds.*/u64             timer_slack_ns;u64             default_timer_slack_ns;#ifdef CONFIG_KASANunsigned int            kasan_depth;
#endif#ifdef CONFIG_FUNCTION_GRAPH_TRACER/* Index of current stored address in ret_stack: */int             curr_ret_stack;int             curr_ret_depth;/* Stack of return addresses for return function tracing: */struct ftrace_ret_stack     *ret_stack;/* Timestamp for last schedule: */unsigned long long      ftrace_timestamp;/** Number of functions that haven't been traced* because of depth overrun:*/atomic_t            trace_overrun;/* Pause tracing: */atomic_t            tracing_graph_pause;
#endif#ifdef CONFIG_TRACING/* State flags for use by tracers: */unsigned long           trace;/* Bitmask and counter of trace recursion: */unsigned long           trace_recursion;
#endif /* CONFIG_TRACING */#ifdef CONFIG_KCOV/* See kernel/kcov.c for more details. *//* Coverage collection mode enabled for this task (0 if disabled): */unsigned int            kcov_mode;/* Size of the kcov_area: */unsigned int            kcov_size;/* Buffer for coverage collection: */void                *kcov_area;/* KCOV descriptor wired with this task or NULL: */struct kcov         *kcov;/* KCOV common handle for remote coverage collection: */u64             kcov_handle;/* KCOV sequence number: */int             kcov_sequence;
#endif#ifdef CONFIG_MEMCGstruct mem_cgroup       *memcg_in_oom;gfp_t               memcg_oom_gfp_mask;int             memcg_oom_order;/* Number of pages to reclaim on returning to userland: */unsigned int            memcg_nr_pages_over_high;/* Used by memcontrol for targeted memcg charge: */struct mem_cgroup       *active_memcg;
#endif#ifdef CONFIG_BLK_CGROUPstruct request_queue        *throttle_queue;
#endif#ifdef CONFIG_UPROBESstruct uprobe_task      *utask;
#endif
#if defined(CONFIG_BCACHE) || defined(CONFIG_BCACHE_MODULE)unsigned int            sequential_io;unsigned int            sequential_io_avg;
#endif
#ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEPunsigned long           task_state_change;
#endifint             pagefault_disabled;
#ifdef CONFIG_MMUstruct task_struct      *oom_reaper_list;
#endif
#ifdef CONFIG_VMAP_STACKstruct vm_struct        *stack_vm_area;
#endif
#ifdef CONFIG_THREAD_INFO_IN_TASK/* A live task holds one reference: */refcount_t          stack_refcount;
#endif
#ifdef CONFIG_LIVEPATCHint patch_state;
#endif
#ifdef CONFIG_SECURITY/* Used by LSM modules for access restriction: */void                *security;
#endif#ifdef CONFIG_GCC_PLUGIN_STACKLEAKunsigned long           lowest_stack;unsigned long           prev_lowest_stack;
#endif/** New fields for task_struct should be added above here, so that* they are included in the randomized portion of task_struct.*/randomized_struct_fields_end/* CPU-specific state of this task: */struct thread_struct        thread;/** WARNING: on x86, 'thread_struct' contains a variable-sized* structure.  It *MUST* be at the end of 'task_struct'.** Do not put anything below here!*/
};

5、进程优先级

// 下面4个成员为：进程调度策略和优先级
int                         prio;
int                         static_prio;
int                         normal_prio;
unsigned int            rt_priority;

优先级

限期进程

实时进程

普通进程

prio调度优先级（数值越小，优先级越高）

大多数情况下prio等于normal_prio。特殊情况下，如果进程X占有实时互斥锁，进程Y正在等待锁，进程Y的优先级比进程X优先级高，那么吧X的优先级临时提高到进程Y的优先级，即进程X的prio的值等于进程y的prio值

static_prio静态优先级

总是为0（无意义）

总是为0（无意义）

120+nice值，数值越小，表示优先级越高

normal_prio正常优先级

-1

99-rt_priority

static_prio

rt_priority实时优先级

总是为0（无意义）

实时进程的优先级，范围1-99，数值越大优先级越高

总是为0（无意义）

6、内核线程：它是独立运行在内核空间的进程，与普通用户进程区别在于内核线程没有独立的地址空间。task_struct数据结构里面有一个成员指针mm设置为NULL，它只能独立运行在内核空间。

二、进程调度CFS及4个调度类

1、调度：就是按照某种调度的算法设计，从进程的就绪队列当中选取进程分配CPU，主要是协调对CPU等等相关的资源使用。进程调度目的：最大限度利用CPU时间。如果调度器支持就绪状态切换到执行状态，同时支持执行状态切换到就绪状态，称该调度器为抢占式调度器。

2、调度类sched_class结构体源码分析：

keenel/sched/sched.h

// 调度类sched_class结构体类型
struct sched_class {// 操作系统当中有多个调度类，按照调度优先级排成一个链表const struct sched_class *next;#ifdef CONFIG_UCLAMP_TASKint uclamp_enabled;
#endif// 将进程加入到执行队列当中，即将调度实体（进程）存放到红黑树当中，并对nr_running变量自动加1void (*enqueue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);// 从执行队列当中删除进程，并对nr_running变量自动减1void (*dequeue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);// 放弃CPU执行权限 实际上该函数执行先出队后入队，在这种情况它直接将调度实体存放在红黑树的最右端void (*yield_task)   (struct rq *rq);bool (*yield_to_task)(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt);// 专门用于检查当前进程是否可被新进程抢占void (*check_preempt_curr)(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);// 选择下一个要执行的进程struct task_struct *(*pick_next_task)(struct rq *rq);// 将进程施加到运行队列当中void (*put_prev_task)(struct rq *rq, struct task_struct *p);void (*set_next_task)(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first);#ifdef CONFIG_SMPint (*balance)(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf);// 为进程选择一个合适的CPUint  (*select_task_rq)(struct task_struct *p, int task_cpu, int sd_flag, int flags);// 迁移任务到另一个CPUvoid (*migrate_task_rq)(struct task_struct *p, int new_cpu);// 专门用于唤醒进程void (*task_woken)(struct rq *this_rq, struct task_struct *task);//修改进程在CPU的亲和力void (*set_cpus_allowed)(struct task_struct *p,const struct cpumask *newmask);// 启动/禁止运行队列void (*rq_online)(struct rq *rq);void (*rq_offline)(struct rq *rq);
#endifvoid (*task_tick)(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued);void (*task_fork)(struct task_struct *p);void (*task_dead)(struct task_struct *p);/** The switched_from() call is allowed to drop rq->lock, therefore we* cannot assume the switched_from/switched_to pair is serliazed by* rq->lock. They are however serialized by p->pi_lock.*/void (*switched_from)(struct rq *this_rq, struct task_struct *task);void (*switched_to)  (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);void (*prio_changed) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task,int oldprio);unsigned int (*get_rr_interval)(struct rq *rq,struct task_struct *task);void (*update_curr)(struct rq *rq);#define TASK_SET_GROUP      0
#define TASK_MOVE_GROUP     1#ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHEDvoid (*task_change_group)(struct task_struct *p, int type);
#endif
};

3、调度器类可分为五种：

extern const struct sched_class stop_sched_class; // 停机调度类
extern const struct sched_class dl_sched_class;   // 期限调度类
extern const struct sched_class rt_sched_class;   // 实时调度类
extern const struct sched_class fair_sched_class; // 公平调度类
extern const struct sched_class idle_sched_class; // 空闲调度类

这5种调度类的优先级从高到低依次为：停机调度类-->期限调度类-->实时调度类-->公平调度类-->空闲调度类。

4、进程优先级，Linux内核优先级源码

include/linux/sched/prio.h

// Linux内核优先级
#define MAX_USER_RT_PRIO    100
#define MAX_RT_PRIO     MAX_USER_RT_PRIO#define MAX_PRIO        (MAX_RT_PRIO + NICE_WIDTH)
#define DEFAULT_PRIO        (MAX_RT_PRIO + NICE_WIDTH / 2)

5、进程分类

实时进程：优先级高、需要立即被执行的进程

普通进程：优先级低、更长执行时间的进程

进程的优先级是一个0--139的整数直接来表示，数字越小优先级越高，其中优先级0-99留给实时进程，100-139留给普通进程。

6、内核调度策略

Linux内核提供一些调度策略供用户应用程序来选择调度器，Linux内核调度策略源码如下：

inluce/uapi/linux/sched.h

/** Scheduling policies*/// Linux内核调度策略
#define SCHED_NORMAL        0 // 普通进程调度策略
#define SCHED_FIFO      1     // 实时进程调度策略
#define SCHED_RR        2     // 实时进程调度策略
#define SCHED_BATCH     3     // 普通进程调度策略
/* SCHED_ISO: reserved but not implemented yet */
#define SCHED_IDLE      5     // 普通进程调度策略
#define SCHED_DEADLINE      6 // 限期进程调度策略

三、RCU机制及内存优化屏障

1、RCU机制：应用场景是链表，有效地提高遍历读取数据的效率，读取链表有成员数据的时候通常只需要rcu_read_lock()，允许多个线程同时读取链表，并且允许一个同时修改链表。

2、RCU意思是读-复制-更新。读拷贝更新（RCU）模式添加链表项对应函数list_add_rcu(...)。读拷贝更新（RCU）模式删除链表项对应函数list_del_rcu(...)。读拷贝更新（RCU)模式更新 链表项list_repalce_rcu(...)。

在整个操作过程中，有时要防止编译器和CPU优化代码执行顺序，smp_wmb()保证在它之前的两行代码执行完毕之后再执行后两行。

3、编译器优化：为提高系统性能，编译器在不影响逻辑的情况下会调整至零点执行顺序。

4、CPU执行优化：为提高流水线的性能，CPU的乱序执行会让后面的寄存器冲的指令优先于前面指令完成。

5、内存屏障：

内存屏障是一种保证内存访问顺序的方法，解决内存访问乱序问题。

假设使用禁止内核抢占方法保护临界区：

preempt_desable();

临界区

preempt_enable();

临界区

preempt_desable();

preempt_enable();

preempt_desable();

preempt_ensable();

临界区

6、GCC编译器定义的宏

include/linux/compiler-gcc.h

/* The "volatile" is due to gcc bugs */
#define barrier() __asm__ __volatile__("": : :"memory")

关键字为__volatile__告诉编译器：禁止优化代码，不需要改变barrier()前面的代码块、barrier()和后面代码块这3个代码块的顺序。

7、处理器内存屏障

处理器内存屏障解决CPU 之间的内存访问乱序问题和处理器访问外围设备的乱序问题。

内存屏障类型

强制性的内存屏障

SMP内存屏障

通用内存屏障

mb()

smp_mb()

写内存屏障

wmb()

smp_wmp()

读内存屏障

rmb()

smp_rmb()

数据依赖屏障

read_barrier_depends()

smp_read_barrier_depends()

除数据依赖屏障之外，所有处理器内存屏障隐含编译器优化屏障。

参考连接：https://github.com/0voice

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