張建幫 原創作品轉載請註明出處 《Linux內核分析》MOOC課程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000
1 實驗目的
理解進程調度時機跟蹤分析進程調度與進程切換的過程
2 實驗過程
使用gdb跟蹤分析一個schedule()函數 ，使用網站 實驗樓 進行試驗
打開shell，進入 /home/shiyanlou/LinuxKernel/menu 目錄
由於實驗樓的虛擬機不能聯網，也就不能使用 git clone 命令進行復制，於是打開孟寧老師的 github主頁 ，將其中的 test_exec.c 的內容覆蓋 menu 目錄下的 test.c，將 Makefile 的內容覆蓋 menu 目錄下的 Makefile，同時新建 hello.c 文件，將其內容也複製過來
使用 make rootfs 命令查看當前系統，如下所示：
可以看到和上次實驗的版本相同添加 -s -S 選項進行調試，在menu目錄下，輸入下面命令：
qemu -kernel ../linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd ../rootfs.img -s -S新建一個 shell 窗口進行 gdb 調試。在 gdb 調試窗口中先輸入 b sys_execve，準備對 exec 命令進程調試，然後輸入 c 以便讓程序繼續運行，最後在出現的界面中輸入 exec 命令，gdb窗口也暫停在 sys_execve 處
在 gdb 窗口中輸入下面命令：
b schedule
b context_switch
b pick_next_task 輸入 b switch_to 命令時，提示 switch_to 函數未定義，因爲 switch_to 僅僅只是一個宏而已，因此出現上述提示。
8. 接下來 輸入 c 繼續執行，gdb 在斷點 __schedule 函數處停了下來，接下來連續輸入 c 都是在此處停了下來，說明我們的程序還沒有得到調度。
9. 在輸入不知道多少次 c 後，我終於決定放棄等到它得到調度的那一刻，直接調用 delete 刪除所有斷點後，再輸入 c ，終於看到了結果：
這也進一步說明了在cpu的內部，調度是頻繁發生着的
3 實驗總結：
通過實驗可知schedule()函數用來選擇一個新的進程來運行，並調用context_switch宏進行上下文的切換，這個宏調 用switch_to來進行關鍵上下文切換，其中pick_next_task()函數封裝了進程調度算法。
而進程調度時機有三種情況：
1、中斷處理過程（包括時鐘中斷、I/O中斷、系統調用和異常）中，直接調用schedule()，或者返回用戶態時根據need_resched標記調用schedule()；
2、內核線程可以直接調用schedule()進行進程切換，也可以在中斷處理過程中進行調度，也就是說內核線程作爲一類的特殊的進程可以主動調度，也可以被動調度，若是主動調度，則沒有中斷上下文的切換；
3、用戶態進程無法實現主動調度，僅能通過陷入內核態後的某個時機點進行調度，即在中斷處理過程中進行調度。
掛起正在CPU上執行的進程，與中斷時保存現場是不同的，中斷前後是在同一個進程上下文中，只是由用戶態轉向內核態執行。