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6. 内核可抢占
Kernel 2.6的一大亮点就是内核可抢占，是Kernel 2.6进程调度优于2.4的一个重要
表现。
(1) 何时可以抢占内核
在前面我们已经讲了内核何时可以抢占：当内核进程没有访问内核的关键数据，也就
是内核没有被加锁，此时内核代码是可重入的，可以抢占内核。
对内核抢占加锁是通过preempt_disable()来实现的，这个宏只是简单的将preempt_count
增1就实现了内核的加锁，表明此时已经进入内核的关键数据区域，内核不可被抢占。
(2) 如何抢占内核
中断返回内核时
在前面介绍"preempt_count"的时候已经提到，内核能否抢占是通过操作preempt_count
来实现的。注意arch/i386/kernel/entry.S里面以下程序：
ENTRY(resume_kernel)
        cmpl $0,TI_PRE_COUNT(%ebp)      # non-zero preempt_count ?
        jnz restore_all
need_resched:
        movl TI_FLAGS(%ebp), %ecx       # need_resched set ?
        testb $_TIF_NEED_RESCHED, %cl
        jz restore_all
        testl $IF_MASK,EFLAGS(%esp)     # interrupts off (exception path) ?
        jz restore_all
        movl $PREEMPT_ACTIVE,TI_PRE_COUNT(%ebp)
        sti
        call schedule
        movl $0,TI_PRE_COUNT(%ebp)
        cli
jmp need_resched
程序中可以看出，在中断或者异常返回内核空间以后，首先检查preempt_count是否
为0，如果不为0，说明已经内核已经禁止被抢占；如果为0，则检查TIF_NEED_RESCHED
位，如果已经被置位则检查此次是否是通过中断（通过检查堆栈中EFLAGS的IF位来检
查发生此次"中断"前IF是否被置位，如果被置位说明是中断；否则说明是由异常返回
内核）返回内核空间的，如果是，则调用schedule()函数进行调度。可见，抢占内核
是发生在由中断返回内核空间的时候。
解锁时
解锁通过宏preempt_enable()来完成，此函数完成以下功能：
a. 将当前进程的preempt_count减1
b. 检查TIF_NEED_RESCHED位，如果是0，则返回；否则调用函数preempt_schedule()，
此函数将preempt_count置为PREEMPT_ACTIVE（表明正在执行内核抢占），然后直
接调用schedule()进行调度。
内核代码中直接调用函数schedule()
这种情况下是没有任何保护措施的，也就是说调用的代码必须清楚此时进行内核抢占
是否安全。
7. 负载均衡
Kernel 2.6的负载均衡分为两种，一种是"pull"，一种是"push"。
(1) pull
当一个CPU负载轻，而另外一个CPU负载过重的时候，调度器会从负载重的CPU把进程
pull过来，这个过程主要通过函数load_balance()完成。
load_balance()有两种工作方式，一种是当前CPU完全空闲，idle=1，另外一种是上
面仍有进程在运行，idle=0；当idle=1时，很多操作将变得很简单。
当idle=0时，不管当前CPU有多忙碌，定时器都将定期启动函数rebalance_tick()，
而该函数将每隔BUSY_REBALANCE_TICK时间就调用函数load_balance()来进行负载均
衡。load_balance()的函数流程如下：
1 找到最忙的CPU：取当前CPU负荷为当前负荷和历史负荷里面的最大者，取其他CPU
负荷为当前负荷和历史符合里面最小者；最忙的CPU的负荷必须比当前CPU的负荷高25
%，否则不进行迁移；对源、目的两个就绪队列加锁之后，再次检查源就绪队列负载
是否减小，如果是则退出负载均衡；
2 找到最忙CPU后，按照从expired队列到active队列，从高优先级到低优先级进程进
行迁移，不过以下几种进程不进行迁移：
a. 当前正在执行的进程；
b. 通过cpus_allowed明确表示不能迁移该CPU的进程；
c. 被原来CPU切换下来的时间小于cache_decay_ticks（说明cache仍然活跃）。
3       进行任务迁移，主要进行以下操作
a. 将进程从原来CPU的相应就绪队列中删除；
b. 将进程的CPU号设置为当前进程，并将任务添加到当前CPU的active array中；
c. 赋值timestamp；
d. 如果新迁移过来的任务比当前CPU正在运行的程序优先级更高，则置位TIF_NEED_RESCHED
。
4 如果此时负载仍然没有平衡（通过imbalance的值来反映），则重复上述过程，直
到平衡为止。

当idle=1时，有两个时机调用load_balance()函数：
        定时器每隔IDLE_REBALANCE_TICK时间启动load_balance()函数；
        在schedule()函数里，如果发现该CPU上rq为空，则主动调用load_balance()函数
进行负载均衡。
idle时候调用load_balance()的流程和idle=0是一样，只不过将idle作为参数传进去
，idle=1可以简化很多判断，比如每次只迁移一个进程等。
(2) push
主要通过migration_thread()这个核心进程来将本CPU上的rq-&gt;migration_queue "push
"到别的CPU上，在Kernel 2.6里，是选择第一个允许运行的CPU。该进程是调度策略
为SCHED_FIFO的实时核心进程，一般时候处于睡眠状态。
migration_queue是通过函数set_cpus_allowed()来改变运行的CPU，该函数构造一个
类型为migration_req_t的迁移队列，将其植入进程所在CPU的migration_queue。然
后唤醒migration_thread这个核心进程，由它来完成进程的迁移。
migration_thread()通过函数move_task_away()来完成实际的迁移工作，该函数主要
完成以下工作：
a. 设置进程CPU号；
b. 将进程从原来的就绪队列里面删除，并用函数activate_task()来将进程加入目标
CPU的就绪队列中；
如果迁移的进程比目标CPU的rq-&gt;curr的优先级要高，就调用函数resched_task()来
将目标CPU上的当前进程的TIF_NEED_RESCHED置为1。

参考资料:
[1] Linus Tovalds,  Linux内核源码 v2.6.4, from www.kernel.org
[2] Robert Love, Linux Kernel Development
[3] 杨沙洲, Linux 2.6 调度系统分析

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