极简cfs公平调度算法-6ren

极简cfs公平调度算法

转载作者：我是一只小鸟更新时间：2023-04-14 22:31:19

1. 说明

1> linux内核关于task调度这块是比较复杂的，流程也比较长，要从源码一一讲清楚很容易看晕

2> 本篇文章主要是讲清楚cfs公平调度算法如何将task在时钟中断驱动下切换调度，所以与此无关的代码一律略过

3> 本篇只讲最简单的task调度，略过组调度，组调度在下一篇《极简组调度-CGroup如何限制cpu》中讲解

4> 本篇源码来自CentOS7.6的3.10.0-957.el7内核

2. 极简task调度核心思想

1> linux采用cfs公平调度算法，其用vruntime记录task运行的cpu时长，每次用重新调度时，总是选择vruntime最小的task进行调度

2> 所有Ready状态的task会分配到不同cpu的rq队列上，等待调度运行

3> 时钟中断中，++当前task运行时间vruntime，并检测当前task运行时间是否超过一个时间片，或者其vruntime比当前cpu rq队列中最小的vruntime task大一个时间片，则设置resched标记 (但并不立马进行task切换，因为此时仍在中断上下文中)

4> 所有中断返回后（当然也包括时钟中断），都会jump到ret_from_intr，这里会检查resched标记，如果置位，则调用schedule()选择vruntime最小的task进行调度

3. 极简task调度相关数据结构

3.1 名词解释。

	全称	说明
se	schedule entity	调度实例，可以是一个task，也可以是一个group（当使用组调度时），linux支持组调度后，将调度实例从原来的task，抽象为se
rq	run queue	cpu的运行队列，每个cpu一个，处于Ready状态的se挂在对应的cpu运行队列上后，才会被选择投入运行
cfs_rq	cfs rq	公平调度运行队列，因为一般进程都是用cfs调度算法，一般进程的se都是挂在rq.cfs_rq上的
vruntime	virtual runtime	se的一个重要成员，记录调度实例的cpu运行时长，schedule时，cfs调度每次都选取vruntime最小的se投入运行，这就是cfs调度算法的核心原理

3.2 数据结构

                    
                      struct
                    
                    
                       sched_entity
{
    unsigned 
                    
                    
                      int
                    
                        on_rq;                           
                    
                      //
                    
                    
                       se是否在rq上，不在的话即使task是Ready状态也不会投入运行的
                    
                    
    u64             vruntime;                        
                    
                      //
                    
                    
                       cpu运行时长，cfs调度算法总是选择该值最小的se投入运行
                    
                    
                      };
 

                    
                    
                      struct
                    
                    
                       task
{
    
                    
                    
                      struct
                    
                     sched_entity se;                        
                    
                      //
                    
                    
                       调度实例
                    
                    
                      };
 

                    
                    
                      struct
                    
                    
                       rq
{
    
                    
                    
                      struct
                    
                     cfs_rq cfs;                          
                    
                      //
                    
                    
                       所有要调度的se都挂在cfs rq中
                    
                    
                      struct
                    
                     task_struct* curr;                   
                    
                      //
                    
                    
                       当前cpu上运行的task
                    
                    
                      };
 

                    
                    
                      struct
                    
                    
                       cfs_rq
{
    
                    
                    
                      struct
                    
                     rb_root tasks_timeline;              
                    
                      //
                    
                    
                       以vruntime为key，se为value的红黑树根节点，schedule时，cfs调度算法每次从这里挑选vruntime最小的se投入运行
                    
                    
                      struct
                    
                     rb_node* rb_leftmost;                
                    
                      //
                    
                    
                       tasks_timeline红黑树最左的叶子节点，即vruntime最小的se，直接取这个节点以加快速度
                    
                    
    sched_entity* curr;                         
                    
                      //
                    
                    
                       cfs_rq中当前正在运行的se
                    
                    
                      struct
                    
                     rq* rq;                              
                    
                      /*
                    
                    
                       cpu runqueue to which this  cfs_rq is attached 
                    
                    
                      */
                    
                    
                      
    unsigned 
                    
                    
                      int
                    
                     nr_running;                    
                    
                      //
                    
                    
                       cfs_rq队列上有多少个se
                    
                    
};

。

3.3 数据结构关系

2.3 极简task调度code

2.3.1 时钟中断

1> task调度的发动机时钟中断触发后，会在smp_apic_timer_interrupt()中处理，经过层层调用，最终会到entity_tick()

                    
                      entity_tick()
{
    update_curr();
    
                    
                    
                      //
                    
                    
                       如果当前cfs_rq上的se大于1，则检查是否要重新调度
                    
                    
                      if
                    
                     (cfs_rq->nr_running > 
                    
                      1
                    
                    
                      )
        check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
}

2> update_curr()主要是++当前task se的vruntime（当然这里还对组调度进行了处理，这里不讲组调度，先略过）。

                    
                      void
                    
                     update_curr(
                    
                      struct
                    
                     cfs_rq*
                    
                       cfs_rq)
{
    
                    
                    
                      struct
                    
                     sched_entity* curr = cfs_rq->
                    
                      curr;
    curr
                    
                    ->vruntime += delta_exec;                   
                    
                      //
                    
                    
                       增加se的运行时间
                    
                    
}

3> check_preempt_tick()判定当前运行的时间大于sched_slice时，即超过了时间片，或者其vruntime比当前cpu rq队列中最小的vruntime task大一个时间片，就会标记resched，然后等中断返回后会调用schedule()进行task切换。

                    
                      void
                    
                    
                       check_preempt_tick()
{
    
                    
                    
                      //
                    
                    
                       如果运行时间大于sched_slice，则resched
                    
                    
                      if
                    
                     (delta_exec >
                    
                       ideal_runtime)
        resched_task(rq_of(cfs_rq)
                    
                    ->
                    
                      curr);
        
    
                    
                    
                      //
                    
                    
                       如果比最小vruntime大一个sched_slice，则resched
                    
                    
    se = __pick_first_entity(cfs_rq);                
                    
                      //
                    
                    
                       选择cfs.rb_leftmost的se，即vruntime最小的se
                    
                    
    delta = curr->vruntime - se->
                    
                      vruntime;
    
                    
                    
                      if
                    
                     (delta >
                    
                       ideal_runtime)
        resched_task(rq_of(cfs_rq)
                    
                    ->
                    
                      curr);
}

4> resched_curr()非常简单，就是设置一个resched标记位TIF_NEED_RESCHED 。

                    
                      void
                    
                     resched_curr(
                    
                      struct
                    
                     rq*
                    
                       rq)
{
    
                    
                    
                      struct
                    
                     task_struct* curr = rq->
                    
                      curr;
    set_tsk_thread_flag(curr, TIF_NEED_RESCHED);
}

。

2.3.2 schedule

1> 时钟中断返回后，会jump到ret_from_intr(有兴趣可以去分析这段汇编)，如果resched标记被置位，就会调用schedule()进行调度

                    
                      void
                    
                    
                       schedule()
{
    prev 
                    
                    = rq->
                    
                      curr;
    put_prev_task_fair(rq, prev);        
                    
                    
                      //
                    
                    
                       对当前task进行处理，如果该task属于一个group，还要对组调度进行处理，这里不展开
    
                    
                    
                      //
                    
                    
                       选择下一个task并切换运行
                    
                    
    next = pick_next_task(rq);           
                    
                      //
                    
                    
                       选择一个vruntime最小的task进行调度
                    
                    
                          context_switch(rq, prev, next);
}

2> pick_next_task() → pick_next_task_fair() → pick_next_entity() → __pick_first_entity()，__pick_first_entity()选择vruntime最小的cfs_rq->rb_leftmost节点se进行调度。

                    
                      struct
                    
                     sched_entity *__pick_first_entity(
                    
                      struct
                    
                     cfs_rq *
                    
                      cfs_rq)
{
    
                    
                    
                      struct
                    
                     rb_node *left = cfs_rq->
                    
                      rb_leftmost;
    
                    
                    
                      return
                    
                     rb_entry(left, 
                    
                      struct
                    
                    
                       sched_entity, run_node);
}

。

最后此篇关于极简cfs公平调度算法的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于极简cfs公平调度算法的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章，希望大家以后支持我的博客！。

文章推荐： AndroidStudio中的一些常见控件

文章推荐： CommunityToolkit.Mvvm8.1IOC依赖注入控制反转(5)

文章推荐： c++基本数据结构

文章推荐： GoForWeb：Golanghttp包详解（源码剖析）

算法~利用zset实现滑动窗口限流
滑动窗口限流滑动窗口限流是一种常用的限流算法，通过维护一个固定大小的窗口，在单位时间内允许通过的请求次数不超过设定的阈值。具体来说，滑动窗口限流算法通常包括以下几个步骤：初始化：设置窗口
【算法】表达式求值
表达式求值：一个只有+,-,*,/的表达式，没有括号一种神奇的做法：使用数组存储数字和运算符，先把优先级别高的乘法和除法计算出来，再计算加法和减法 int GetVal(string s){
【算法】前缀和
【算法】前缀和题目先来看一道题目：（前缀和模板题）已知一个数组A[]，现在想要求出其中一些数字的和。输入格式：先是整数N,M，表示一共有N个数字，有M组询问接下来有N个数，表示A[1]..
【算法】二叉树的各种遍历方式
1.前序遍历根-左-右的顺序遍历，可以使用递归 void preOrder(Node *u){ if(u==NULL)return; printf("%d ",u->val);
【算法】01背包
先看题目物品不能分隔，必须全部取走或者留下，因此称为01背包（只有不取和取两种状态）看第一个样例我们需要把4个物品装入一个容量为10的背包我们可以简化问题，从小到大入手分析 weightva
算法 - 矩阵中被另一种颜色包围的颜色
我最近在一次采访中遇到了这个问题: 给出以下矩阵: [[ R R R R R R], [ R B B B R R], [ B R R R B B], [ R B R R R R]] 找出是否有任
使用Outlook发送电子邮件的C++算法
我正在尝试通过 C++ 算法从我的 outlook 帐户发送一封电子邮件，该帐户已经打开并记录，但真的不知道从哪里开始(对于 outlook-c++ 集成)，谷歌也没有帮我这么多。任何提示将不胜感激。
容器上滑动窗口的C++算法
我发现自己像这样编写了一个手工制作的 while 循环: std::list foo; // In my case, map, but list is simpler auto currentPoin
检测正方形后运行命令的c++算法
我有用于检测正方形的 opencv 代码。现在我想在检测正方形后，代码运行另一个命令。代码如下: #include "cv.h" #include "cxcore.h" #include "high
二值图像的泛洪填充C++算法
我正在尝试模拟一个 matlab 函数“imfill”来填充二进制图像(1 和 0 的二维矩阵)。我想在矩阵中指定一个起点，并像 imfill 的 4 连接版本那样进行洪水填充。这是否已经存在于
算法递归公式
我正在阅读 Robert Sedgewick 的《C++ 算法》。 Basic recurrences section it was mentioned as 这种循环出现在循环输入以消除一个项目的递
算法 - 如何生成日期结构？
我正在思考如何在我的日历中生成代表任务的数据结构(仅供我个人使用)。我有来自 DBMS 的按日期排序的任务记录，如下所示: 买牛奶(18.1.2013) 任务日期 (2013-01-15) 任务标签(
算法:查找恰好出现两次的元素
输入一个未排序的整数数组A[1..n]只有 O(d) :(d int) 计算每个元素在单次迭代中出现在列表中的次数。 map 是balanced Binary Search Tree基于确保 O(nl
算法——基于寻找最大匹配数
我遇到了一个问题，但我仍然不知道如何解决。我想出了如何用蛮力的方式来做到这一点，但是当有成千上万的元素时它就不起作用了。 Problem: Say you are given the followin
算法 - 用于计算成对相互出现的次数
我有一个列表列表。 L1= [[...][...][.......].......]如果我在展平列表后获取所有元素并从中提取唯一值，那么我会得到一个列表 L2。我有另一个列表 L3，它是 L2 的某个
算法 - 在矩阵中求和
我们得到二维矩阵数组(假设长度为 i 和宽度为 j)和整数 k我们必须找到包含这个或更大总和的最小矩形的大小F.e k=7 4 1 1 1 1 1 4 4 Anwser是2，因为4+4=8 >= 7，
算法:根据周数获取下一年日期工作类次类型
我实行 3 类倒制，每周换类。顺序为早类 (m)、晚类 (n) 和下午类 (a)。我固定的订单，即它永远不会改变，即使那个星期不工作也是如此。我创建了一个函数来获取 ISO 周数。当我给它一个日期时
算法 - 找到满足输入元素任意组合的所有集合
假设我们有一个输入，它是一个元素列表: {a, b, c, d, e, f} 还有不同的集合，可能包含这些元素的任意组合，也可能包含不在输入列表中的其他元素: A:{e,f} B:{d,f,a} C:
算法:添加新元素时如何找到集合的子集？
我有一个子集算法，可以找到给定集合的所有子集。原始集合的问题在于它是一个不断增长的集合，如果向其中添加元素，我需要再次重新计算它的子集。有没有一种方法可以优化子集算法，该算法可以从最后一个计算点重新
算法:按预期频率将符号压缩成位串？
我有一个包含 100 万个符号及其预期频率的表格。我想通过为每个符号分配一个唯一(且前缀唯一)的可变长度位串来压缩这些符号的序列，然后将它们连接在一起以表示序列。我想分配这些位串，以使编码序列的预

我是一只小鸟

个人简介

我是一名优秀的程序员,十分优秀！

作者热门文章

滴滴打车优惠券免费领取

全站热门文章

首页

博学

6Ren·AI

商城

极简cfs公平调度算法