(莱昂氏unix源代码分析导读-29) swap in/out (上)
by cszhao1980
最后，看一下我们的老朋友sched()，上次看到它还是在系统初启时，#0进程在
sched()函数中调用sleep(&runout ,…)睡眠，从而让出cpu，切换至#1进程。
sched()函数是个黑洞，它内部是个死循环，永远也不会退出（除非出错）。也
就是说#0进程将陷入在sched()中，而sched()用来进行调度，自此#0进程就蜕变
为调度进程。事实上， sched()函数也是#0进程的专属函数——只有#0进程才会调用它。
首先看看sched()的入口——这里的入口，不仅指#0进程第一次调用sched()时的入口，
也同时指，当#0进程醒来后，要执行的语句。显然，无论是哪种情况，都会首先到“Loop”处：
1957: loop:
1958: spl6();
1960: for(rp = &proc[0]; rp < &proc[NPROC]; rp++)
1961: if(rp->p_stat==SRUN && (rp->p_flag&SLOAD)==0 &&
1962: rp->p_time > n) {
1963: p1 = rp;
1964: n = rp->p_time;
1965: }
1966: if(n == -1) {
1967: runout++;
1968: sleep(&runout, PSWP);
1969: goto loop;
1970: }
sched()会Loop整个进程表，看是否有进程处于SRUN状态（运行中），但还没有
Load进core map的——没有的话，它就无事可做，于是设置“无事可做”标记（runout），
然后依此为“原因”睡眠。顺便说一下，当其他进程的操作有可能影响到 1961 ~ 1962的
检查结果时，就会调用wakeup函数唤醒#0进程，如setrun()、xswap()函数。
如果有符合条件的进程，会选取换出时间（p_time）最长的那个进程，然后，争取在core中为其分配足够的内存：
1976: spl0();
1977: rp = p1;
1978: a = rp->p_size;
1979: if((rp=rp->p_textp) != NULL)
1980: if(rp->x_ccount == 0)
1981: a =+ rp->x_size;
1982: if((a=malloc(coremap, a)) != NULL)
1983: goto found2;
需要注意的是，如果此时text segment的active进程计数为0，则表示该text segment没有被
load进core空间，因此，在分配空间时会加上text segment的大小。如果成功的分配了内存，
则跳到found2：
2031: found2:
2032: if((rp=p1->p_textp) != NULL) {
2033: if(rp->x_ccount == 0) {
2034: if(swap(rp->x_daddr, a, rp->x_size, B_READ))
2035: goto swaper;
2036: rp->x_caddr = a;
2037: a =+ rp->x_size;
2038: }
2039: rp->x_ccount++;
2040: }
当text segment的“活动进程计数”为0时，则调用swap()函数将text segment从swap file中
load入内存——如果您足够细心的话，您应该还记得此函数也用于将内存image swap out。
注意第2036行，内存地址a向后偏移，重新指向了空闲区域——这个区域将
用来容纳进程的“私有空间（swappable image）”。
下面的语句将进程的“swappable image”Load如core空间，然后跳回loop。
2041: rp = p1;
2042: if(swap(rp->p_addr, a, rp->p_size, B_READ))
2043: goto swaper;
2044: mfree(swapmap, (rp->p_size+7)/8, rp->p_addr);
2045: rp->p_addr = a;
2046: rp->p_flag =| SLOAD;
2047: rp->p_time = 0;
2048: goto loop;
2049:
2050: swaper:
2051: panic("swap error");
注意第2044行——仅从swap空间中free了进程的“swappable image”，而text segment是
常驻在swap文件中的，除非进程exit()。另外还需注意进程表项里SLOAD标志的设置。
现实往往没有这么美好，在1982行分配内存时，有可能会失败，如果失败该如何呢？
总的说来，sched()不会坐以待毙，而是会尽力挑一个“软柿子”进程换出core空间，然
后跳回Loop，重新执行。“软柿子”进程的寻找大致分为两步，
（1） 首先查看是否有暂时无法运行的进程（如睡眠、Stop等），优先将其换出内存；
（2） 如果要换入的进程在磁盘呆了足够久，还会进一步的检查，以看是否可以换出其他进程。
莱昂给出了比较详细的介绍，我就不再赘述了。
还需要特别留意一下runin——当无法换入进程时，0号进程会sleep(&runin)。
最后，让我们看一下何时sche()会被执行。我们前面已经说过，#0进程陷入sched()后，有两种情况：
（1） 无事可做时，sleep(&runout)休眠；
（2） 无法换入时，sleep(&runin)休眠。
而相应的唤醒函数如下：
（1）wakeup(&runout) ---- setrun() ---- wakeup()
---- xswap() ---- …
（2）wakeup(&runin) ---- sleep()
--- clock()
简单的说：
（1） 当有进程睡眠、被唤醒时，有机会进行进程调度；
（2） 时间片处理时，也有机会进行进程调度。
#0进程重生了，它的存在使kernel态代码中的“竞争”情形大大增加，而进程定义的许多
种flag，如SLOCK、SLOAD等也都与#0进程有关，您不妨总结一下。
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