對待實時程序 RT 搶占的問題

2021-08-25 15:31:16 字數 1376 閱讀 1272

乙個程序被喚醒,在linux中是呼叫try_to_wake_up函式,對於rt程序也不例外,對於一般程序而言,如果在乙個cpu執行佇列上被喚醒的程序的優先順序大於該cpu的當前程序,那麼就會發生搶占,而如果兩個程序都是rt程序則不會發生搶占,理由是cache的保持,如果發生搶占的話,被搶占的rt程序將丟失其所有的cache,可是這樣做合理嗎?

先看一下rt程序的特徵,這種程序一旦執行,除非自願放棄cpu,一般是不會停止執行的,對於高優先順序的rt程序總是優先執行,如果對於rt程序為了保持cache不搶占的話,除了cache的保持之外,其實是得不到任何優勢的,並且,在這種情況下還會造成rt程序的桌球效應,也就是造成rt程序頻繁遷移,在很多rt程序爭搶乙個資源,比如lock的情況下,這種桌球效應帶來的弊端更加明顯,低優先順序的rt程序釋放了lock,喚醒了高優先順序的rt程序,由於此時當前cpu上的程序仍然是低優先順序的程序,所有被喚醒的高優先順序程序不得不被遷移到別的cpu上執行,如果低優先順序的程序沒有釋放資源,而由於另乙個原因睡眠了,此時它的優先順序可能已被提公升,當它再度被另一rt程序喚醒的時候,即使它擁有高優先順序也不得不遷移到另外的cpu上,這些遷移動作肯定會影響效能的。可以說,rt程序排程的無條件不搶占特性大大削弱了高優先順序rt程序的優勢,高優先順序rt程序除了在執行佇列的位置靠前之外,沒有多少優勢可言了。

確實,如果是由於非爭搶資源被釋放原因的喚醒,那搶占正在執行的rt程序確實對於cache優化是一種抵消,然而要知道即使這樣我們也只是損失了相對低優先順序rt程序的效能,我們得到的是避免了一次高優先順序rt程序的遷移。另一方面,當我們面對多個rt程序爭搶資源這種型別的睡眠/喚醒時,搶占的優勢就明顯了,有時乙個又有很高優先順序的rt程序在執行中由於得不到資源而睡眠,這種睡眠時間一般不會太久,只是一小會兒,它爭搶的資源此時正在被乙個低優先順序的rt程序佔據,此時它提公升低優先順序程序的優先順序,以使它不被搶占地盡快完成資源的釋放,這一切都是為了高優先順序程序不會睡得太久,於是資源盡可能早的被釋放了,高優先順序程序被喚醒,此時應該知道,將此高優先順序rt程序喚醒在它本來執行的cpu上是乙個最佳的選擇。

這就是乙個權衡的問題了,是保留cache還是最小化遷移,還是交給排程器吧,嚴格按照優先順序排程會好一些,起碼能照顧高優先順序的rt程序,使得高優先順序的rt程序的優勢更加明顯。於是,新的2.6.37核心對此進行了改進,補丁很簡單:

--- a/kernel/sched_rt.c

+++ b/kernel/sched_rt.c

@@ -960,18 +960,18 @@ select_task_rq_rt(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sd_flag, int flags)

if (unlikely(rt_task(rq->curr)) &&

+ rq->curr->prio < p->prio &&

(p->rt.nr_cpus_allowed > 1))

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