小張學linux核心 五 cfs排程類和rt排程類

2021-10-05 22:54:03 字數 2996 閱讀 8462

今天我們來學習排程類cfs和rt排程類。

簡述

cfs是絕對公平排程演算法,理想情況下,優先順序相同的兩個task,執行時間應該各佔cpu的50%,同理3個則cpu利用率為1/3。但是cfs中弱化了優先順序的概念而是使用權重weight來決定任務的執行時間。例如:3個任務a,b,c權重分別1,2,3;則總權重,乙個排程週期為6單位時間,理想狀態下,a應占用1單位,b為2,c為3。

cfs中使用虛擬時間vruntime來決定執行的task,nice值-20到20 --> weight -->vruntime; cfs中使用rbtree來管理排程實體se。每次選取vruntime最小的task進行執行。在rbtree中vruntime最小的se在rbtree的最左側。cfs是通過限制當前task的執行時間來實現公平的,task的vruntime單調遞增,它在rbtree中向右移動,讓出cpu使用權給vruntime更小的task。

cfs即普通程序的nice值在-20到19之間。即優先順序在100到139之間.0-99是實時程序,採用rt排程類。

nice值和權重weight之間的轉化,是通過**sched_prio_to_weight轉換的。

kernel/sched/core.c中

const int sched_prio_to_weight[40] = ;
查表法很快得出nice值對應的weight值。nice值為0的weight為1024。同時nice值為0,所對應的vruntime 虛擬時間是和物理時間是同乙個時鐘的,不用通過weight進行加權計算,nice值每上公升一級,則load值下降20%,則總vruntime則下降10%。

vruntime是由該task當前時間和上次更新時間的插值delta 在加上weight權重加權計算而來的。

週期性排程器 scheduler_tick()中會呼叫 具體排程類的task_tick函式。

task_tick_failr()

->entity_tick()

->->update_curr() 更新當前時間的vruntime

kernel/sched/fair.c中

static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)

account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);

}

curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);     

/*更新當前task的vruntime,檔期那vruntime+乙個值*/

來看calc_delta_fair()函式

當nice為0時 vruntime 就加上delta值,即為兩次更新物理時間的差值,但當nice值不為0時,則要加權一下。

static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)

/* * delta_exec * weight / lw.weight

* or

* (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> wmult_shift

* * either weight := nice_0_load and lw \e sched_prio_to_wmult, in which case

* we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to

* fit 32 bits, and nice_0_load gives another 10 bits; therefore shift >= 22.

* * or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus

* weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.

*/static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)

} /* hint to use a 32x32->64 mul */

fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;

while (fact >> 32)

return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);

}

delta vt = delta vt * nice_0_load/load;

由於除法的演算法效率很低,所以獎除法轉換成乘法和移位操作;轉換成公式:

delat vt = (ldelta vt 1024 * 2^32 /load2^32 ) >> 32;

將2^32/load * 2^32依舊做成查表法 inv_load。

pick_next_fair:

選擇rbtree上vruntime最小的se來進行排程。

vruntime 是在entity_tick中update_curr中更新。

task 至少執行一次的時間間隔。

組排程會有自己的cfs_rq,組內的各se的vruntime如何計算?

排程組對應的se的vruntime是如何計算的?

每個task_group都有乙個shares,share並非我們說的程序優先順序,而是排程權重,這個是cfs排程管理的概念,但在cfs中最終體現到排程優先排序上。shares值預設都是相同的,所有沒有設定權重的值。

entity_tick()

->update_cfs_group()

static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)

排程組的shares即為se的load weight。

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