在shell中执行一条可执行程序（./a.out） 系统执行的过程

Posted 2023-03-07 为了维护世界和平_

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系统调度过程

用户空间角度：

内核角度

1、调用fork创建一个新进程

2、使用_fo_fork创建新进程

3、父进程调用wake_up_new_task尝试唤醒新进程

4、CPU选择一个合适的进程来运行；

5、运行新进程

6、实现负载均衡

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系统调度过程

分析在命令行下使用./test程序。程序在用户态和内核台中运行的流程

用户空间角度：

shell 运行test程序，调用fork()系统调用函数来创建一个新进程；

调用exec系统调用函数来装载test程序。

ret = fork()
if(ret > 0)

    //父进程

else if(ret == 0)//子进程

    execve()

else

    //失败

内核角度

do_fork ->新进程

1、调用fork创建一个新进程

2、使用_fo_fork创建新进程

• 创建新进程的task_struct数据结构
• 复制父进程的task_struct数据结构到新进程
• 复制父进程相关的页表项到新进程
• 设置新进程的内核栈

3、父进程调用wake_up_new_task尝试唤醒新进程

• 调用调度类select_task_rq()，为新进程寻找一个负载最轻的CPU（如果CPU0有四个线程在运行，CPU有一个线程在运行，那么新进程在寻址负载最轻的CPU为CPU1）
• 调用调度类的enqueue_task()，把新进程添加到CPU1的就绪队列里

4、CPU选择一个合适的进程来运行；

• 每次时钟节拍到来时，scheduler_tick()检查是否需要重新调度；check_preempt_tick会做检查，当需要重新调度时会设置当前进程的thread_info中的TIF_NEED_RESCHED标志位。
• 在中断返回前会检查当前进程是否需要调度。如需要调度，调用preempt_schedule_irq来切换进程运行。
• 调度器的schedule函数会调用调度类的pick_next_task来选择下一个最合适的进程
• switch_mm切换父进程和新进程的页表
• switch_to切换进程来运行 

5、运行新进程

• 新进程第一次调用时会调用ret_from_fork函数
• 返回用户空间运行shell程序
• shell程序调用exec来运行test程序，最终新进程编程test进程

6、实现负载均衡

• 在每个时钟节拍到来，检查是否需要触发软中断来实现SMP负载均衡，调用函数为scheduler_tick->trigger_load_balabce()。下一次实现负载均衡的时间点存放在就绪队列的next_balance成员里。
• 触发 SCHED_SOFTIRQ软中断
• 在软中断函数run_rebalance_domains里，从当前CPU开始遍历CPU拓扑关系，寻找负载不均匀的调度组；
• 找到调度组最繁忙的，然后计算迁移多少到CPU1上才能保持两个调度组负载平衡；
• 从CPU0迁移部分进程到CPU1