linux内核源码分析之实时调度

Posted 2022-03-15 为了维护世界和平_

实时调度

实时调度的优先级比普通进程高，相应的static_prio值总是比普通进程低。

rt_task：宏通过检测其优先级来证实给定进程是否是实时进程
task_has_rt_policy：检测进程是否是关联到实时调度策略

SCHED_FIFO：没有时间片，先进先出，在被调度器选择后，可以运行任意长时间。
SCHED_RR：没有时间片，其值在进程运行时会减少，就像普通进程一样。在所有的时间段都到期后，则该值重置为初始值，而进程则置于队列末尾。这确保了在有几个优先级相同的SCHED_RR进程情况下，它们总是依次执行

实时调度实体 sched_rt_entity

struct sched_rt_entity 
	struct list_head		run_list;//表头，维护包含各个进程的一个运行表
	unsigned long			timeout;//设置超时时间
	unsigned long			watchdog_stamp;//记录jiffies值
	unsigned int			time_slice;//制定进程可以用CPU的剩余时间段
	unsigned short			on_rq;
	unsigned short			on_list;
	struct sched_rt_entity		*back;//临时用于从上往下连接RT调度实体使用
...
 __randomize_layout;

实体调度类 rt_sched_class

const struct sched_class rt_sched_class = 
	.next			= &fair_sched_class,
	.enqueue_task		= enqueue_task_rt,//入队
	.dequeue_task		= dequeue_task_rt,//出队
	.yield_task		= yield_task_rt,//放弃主动权
	.check_preempt_curr	= check_preempt_curr_rt,
	//调度器中选择哪个任务要被调度
	.pick_next_task		= pick_next_task_rt,
	.put_prev_task		= put_prev_task_rt,//当一个任务将要被调度出执行
	.set_next_task          = set_next_task_rt,

结构体包含关系
rt ->rt_rq ->rt_prio_array

struct rq
	struct rt_rq rt;
	...

struct rt_rq 
	struct rt_prio_array	active;
	unsigned int		rt_nr_running;
	unsigned int		rr_nr_running;
	...

struct rt_prio_array 
	DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
	struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
;

具有相同优先级的实时进程都保存在一个链表中，表头为active.queue[prio]，而active.bitmap位图中的每个比特位对应一个链表，凡是包含进程的链表，对应的比特位置位。

调度器操作

以p->prio为所以访问queue数组即可得到正确的链表，将进程插入/删除链表。新进程排在链表的末尾。
pick_next_task_rt

周期调度实现

static void task_tick_rt(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued)

	struct sched_rt_entity *rt_se = &p->rt;
	update_curr_rt(rq);//更新时间
	update_rt_rq_load_avg(rq_clock_pelt(rq), rq, 1);
	watchdog(rq, p);
	//先进先出的进程没有时间片，直接退出
	if (p->policy != SCHED_RR)
		return;

	//当前是RR进程，则减少时间片
	if (--p->rt.time_slice)
		return;

	//重置时间片100ms
	p->rt.time_slice = sched_rr_timeslice;//(100 * HZ / 1000)
	//如果该进程不是唯一进程，则排到队尾
	for_each_sched_rt_entity(rt_se) 
		if (rt_se->run_list.prev != rt_se->run_list.next) 
			requeue_task_rt(rq, p, 0);
			resched_curr(rq);
			return;