Linux 驅動程式的 scheduling 觀念, #1:

jollen 發表於 December 14, 2008 11:58 AM

本週進行「Linux Device Drivers: Jollen 的 10 堂課」教育訓練，發現有些同學對於作業系統的「排程（scheduling）」觀念仍有些疑問，因此，在課程中以三段小程式來說明「什麼是排程」，以協助同學建立紮實的排程觀念。

以下是一段正常的 open system call 實作：

int card_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
	return 0;
}

當 process 開啟 device file 後，因為 kernel-space 的 open system call 實作會直接 return，因此 CPU 會切換至前景（foreground）、 process 繼續往下執行。

第二段是不正確的 open system call 實作：

int card_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
	while (1);
	return 0;
}

當 process 開啟 device file 後，因為 CPU 切換至後景（background），但是在 OS 裡頭的 open system call 實作是一個無窮迴圈，OS 並沒有做 system call 的返回，因此 CPU 並不會切換到前景，所以，電腦感覺起來呈現「當機」狀態。

因為 CPU 的時間無法切換到前景，因此任何的 process 都無法執行，電腦當然沒有任何反應。這裡，可沒有所謂的「time slice」與「context switch」的觀念與動作。請同學思考：作業系統是對 process 做排程。

最後一段程式，我們加入了呼叫排程器的動作：

int card_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
	while (1)
		schedule();
	return 0;
}

schedule() 是排程器主函數，等於是主動呼叫 scheduler 做 re-scheduling。在這個情況下，雖然 OS 仍然沒有做 system call 返回，但因為我們以「手排」的方式做排程，因此 CPU 會換切到前景，前景程式就會被分配時間執行，因此，電腦仍然有反應。

唯一要注意的地方是，因為這一個 open system call 並沒有 return，所以原來的 process 並不會繼續往下執行。利用三段簡單的程式碼，對作業系統的排程觀念做了一次討論，對於建立「什麼是 scheduling」的觀念，是很有幫助的。