进程调度（三）

（一）睡眠和唤醒

休眠（被阻塞）的进程处于一个特殊的不可执行状态。无论什么原因，导致进程进入休眠状态，内核的操作都是相同的：进程把自己标志成休眠状态，从可执行红黑树中移出，放入等待队列，然后调用schedule()选择和执行一个其他进程。唤醒的过程正好相反，进程把自己标志成可运行状态，然后再从等待队列中移到可执行红黑树中。

1：等待队列
休眠通过等待队列进程处理，等待队列是由等待某些事件的发生的进程组成的简单链表。内核使用wake_queue_head_t来代表等待队列。等待队列可以通过DECLARE_WAITQUEUE静态创建，也可以由init_wakequeue_head()动态创建。

进程通过下面几个步骤，将自己加入到一个等待队列中：

​1：调用宏DEFINE_WAIT()创建一个等待队列的项。    ​
​2：调用add_wait_queue()将自己加入到队列中。该队列会在进程等待的条件满足时唤醒他。当然，这需要编写代码，当事件满足时，对等待队列执行wake_up()操作。
​3：调用prepare_to_wait()方法将进程的状态变更为TASK_INTERRUPTIBLE或TASK_UNINTERRUPTIBLE，而且该函数如果有必要的话会将进程加入到等待队列，这是在接下来的循环遍历中所需要的。

​4：如果状态被设置为TASK_INTERRUPTIBLE，则信号唤醒进程，这就是所谓的伪唤醒（唤醒不是因为事件的发生），因此检查并处理信号。
​5：当进程被唤醒的时候，他会再次检查条件是否为真。如果是，他就会退出循环;如果不是，他会再次调用schedule()并一直重复这步操作。
​6：当条件满足后，进程将自己设置为TASK_RUNNING并调用finish_wait()函数把自己移出等待队列。

现在我们考虑一下是否会发生竞争的现象：当进程在开始休眠之前条件就已经达成了，那么循环会退出，进程不会再错误的进入睡眠的倾向。注意：进程在进入循环之前，需要完成一些其他的任务：包括调用schedule()之前需要释放掉锁，而在这以后再重新获取他们，或者相应其他事件。

函数inotify_read()，位于fs/notify/inotify/inotify_user.c文件中，负责从通知文件描述符中读取信息，他的实现是等待队列的一个比较典型的用法。

下面我们通过这个函数来体会一下，进程进入休眠状态的过程：

static ssize_t inotify_read(struct file *file, char __user *buf,
                size_t count, loff_t *pos)
{
    struct fsnotify_group *group;
    struct fsnotify_event *kevent;
    char __user *start;
    int ret;
    DEFINE_WAIT(wait);
    start = buf;
    group = file->private_data;
    while (1) {
        prepare_to_wait(&group->notification_waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
        mutex_lock(&group->notification_mutex);
        kevent = get_one_event(group, count);
        mutex_unlock(&group->notification_mutex);
        if (kevent) {
            ret = PTR_ERR(kevent);
            if (IS_ERR(kevent))
                break;
            ret = copy_event_to_user(group, kevent, buf);
            fsnotify_put_event(kevent);
            if (ret < 0)
                break;
            buf += ret;
            count -= ret;
            continue;
        }
        ret = -EAGAIN;
        if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
            break;
        ret = -EINTR;
        if (signal_pending(current))
            break;
        if (start != buf)
            break;
        schedule();
    }
    finish_wait(&group->notification_waitq, &wait);
    if (start != buf && ret != -EFAULT)
        ret = buf - start;
    return ret;
}

2：唤醒

唤醒操作通过函数wake_up()进行，他会唤醒指定的等待队列上的所有进程。他调用函数try_to_wake_up()，该函数负责将进程设置为TASK_RUNNING状态，调用enqueue_task()将此进程放入红黑树中，如果被唤醒的进程比当前正在运行的进程的优先级高，还要设置need_resched标志。

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