linux进程调度
调度策略
进程可以分为实时进程和普通进程,对于这两种不同类型的进程肯定有不同的调度策略,task_struct中的policy就用来表示调度策略。
// 调度策略
unsigned int policy;
#define SCHED_NORMAL 0
#define SCHED_FIFO 1
#define SCHED_RR 2
#define SCHED_BATCH 3
#define SCHED_IDLE 5
#define SCHED_DEADLINE 6
//优先级
int prio;
int static_prio;
int normal_prio;
unsigned int rt_priority;
此外为了配合调度策略,还为每个进程的task_struct中配有优先级,需要注意的是优先级数越小优先级越高,实时进程的优先级处于099之间,普通进程的优先级处于100139。
实时调度策略有SCHED_RR, SCHED_FIFO, SCHED_DEADLINE。
SCHED_FIFO,对于高优先级可以抢占低优先级,对于同等优先级先来先服务。
SCHED_RR,时间片轮转调度,也是高优先级可以抢占低优先级,对于同优先级新来的排到队尾,每个进程都执行一个时间片,然后换下一个进程。
普通调度策略有 SCHED_NORMAL, SCHED_BATCH,SCHED_IDLE
SCHED_NORMAL:普通的进程
SCHED_BATCH:后台进程
SCHED_IDLE:空闲时运行的进程
对于这些调度策略的执行逻辑都封装到task_struct中的sched_class中
const struct sched_class *sched_class;
seched_class的几个实现:
stop_sched_class:优先级最高的进程使用该策略,可以打断所有其他进程,并且该进程不会被抢占
rt_sched_class:RR算法或者FIFO算法的调度策略,具体由该进程的task_struct->policy决定。
fair_sched_class:普通进程的调度策略
CFS调度算法
CFS(completed fair Schedule)完全公平调度,适用于普通进程调度。
CFS为每个进程定义一个虚拟运行时间vruntime,每次总是选择vruntime最小的那个进程,进程得到处理机后变随着其运行时间的增加 增加其vruntime。
对于优先级的问题,对于高优先级的进程,vruntime增加慢一点,对于低优先级任务vruntime增加快一点,如此每次还是选择最小vruntime的那个进程,体现了其优先级。
vruntime = 实际运行时间 * NICE_0_LOAD / 权重
使用调度算法首先得有包含vruntime的调度实体,task_struct中有如下调度实体的成员变量:
struct sched_entity se; //完全调度实体
struct sched_rt_entity rt; // 实时调度实体
struct sched_dl_entity dl; // deadline调度实体
CFS算法中将se以其中的vruntime作为key存放到红黑树中,每次选择红黑树中最左端的结点即可。红黑树看做是一个队列,每次从中取进程。
完整调度
每颗cpu都有一个运行队列rq,这个队列中又存在多个子队列例如rt_rq(实时运行队列),cfs_rq。
当cpu需要一个任务执行时,其会先按照优先级选择不同的调度类,不同的调度类操作不同的队列,例如rt_sched_class先被调用,其会在rt_rq中找下一个任务,只有找不到时才轮到fair_sched_class被调用,它会在cfs_rq中寻找下一个任务。
完整结构如下:
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