理解进程调度时机跟踪分析进程调度与进程切换的过程

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在 Linux 内核中，schedule() 函数是核心的进程调度机制。它的主要作用是实现进程切换，即选择下一个要运行的进程并将 CPU 控制权转移给它。以下是 schedule() 函数的主要功能和执行流程：

选择下一个进程：
schedule() 根据调度策略（如完全公平调度器 CFS）从就绪队列中选出下一个要运行的进程。
切换上下文：
如果选择的新进程与当前进程不同，schedule() 会调用 context_switch() 函数，保存当前进程的上下文（CPU 寄存器、程序计数器等）并恢复新进程的上下文。

检查当前进程状态：
如果当前进程仍然可运行（TASK_RUNNING），它可能会重新被选中；否则，它会被放回等待队列。
调用调度策略：
调度器（如 CFS）通过运行特定策略函数来确定下一个进程。CFS 通过一个红黑树数据结构管理就绪进程，选择“最小虚拟运行时间”的进程。
执行上下文切换：
当下一个进程被选定后，schedule() 会调用 context_switch() 执行实际的进程切换，包括：
- 保存当前进程的 CPU 上下文（栈指针、寄存器等）。
- 加载新进程的上下文。
- 切换到新进程的内核栈。

schedule() 通常在以下情况下被调用：

schedule() 函数本身并不直接决定如何选取下一个进程，而是依赖于具体的调度策略模块（如 CFS、实时调度器）。这些策略定义了如何对进程进行排序和选择。

schedule() 是整个内核调度的核心接口，对系统的多任务处理和资源分配起到至关重要的作用。它确保了各进程能够公平、高效地共享 CPU 资源。

在内核函数schedule的入口处设置断点，接下来输入c继续执行，则系统即可停在该函数处，接下来我们就可以使用命令n或者s逐步跟踪，可以详细浏览pick_next_task，switch_to等函数的执行过程

schedule()函数和__schedule()函数：

context_switch()：

switch_to宏定义：

进程调度和进程切换是 Linux 内核中多任务管理的核心，它们共同实现了多个进程在 CPU 上的交替执行。以下是两者的简要说明和执行过程：

定义：
进程调度是从就绪队列中选择一个合适的进程来运行的过程。其目的是决定哪个进程可以使用 CPU。

调度流程：

定义：
进程切换是将 CPU 从当前进程转移到另一个进程的过程，涉及保存和恢复进程的运行环境（上下文）。

切换流程：

保存当前进程的上下文：
- 保存 CPU 寄存器、程序计数器（PC）、堆栈指针（SP）等信息到当前进程的 task_struct。
- 确保当前进程可以在下次调度时从中断点继续运行。
加载新进程的上下文：
- 恢复新进程的 CPU 寄存器、程序计数器和堆栈指针。
- 将 CPU 控制权转移给新进程。
切换内核栈：
- 每个进程都有自己独立的内核栈。
- 切换过程中，需要将内核栈从当前进程切换到新进程的内核栈。
返回用户态：
- 当进程从内核态返回用户态时，新进程就开始在 CPU 上运行。