Linux 2.4调度系统分析--转
以runqueue_head为表头的链表记录了所有处于就绪态的进程(当前正在运行的进程也在其中,但idle_task除外),调度器总是从中选取最适合调度的进程投入运行。
从一个进程的上下文切换到另一个进程的上下文,因为其发生频率很高,所以通常都是调度器效率高低的关键。在Linux中,这一功能是以一段经典的汇编代码实现的,此处就着力描述这段代码。 这段名为switch_to()的代码段在schedule()过程中调用,以一个宏实现:
switch_to()函数正常返回,栈上的返回地址是新进程的task_struct::thread::eip,即新进程上一次被挂起时设置的继续运行的位置(上一次执行switch_to()时的标号"1:"位置)。至此转入新进程的上下文中运行。 在以前的Linux内核中,进程的切换使用的是far jmp指令,2.4采用如上所示的手控跳转,所做的动作以及所用的时间均与far jmp差不多,但更利于优化和控制。
Linux schedule()函数将遍历就绪队列中的所有进程,调用goodness()函数计算每一个进程的权值weight,从中选择权值最大的进程投入运行。 进程调度权值的计算分为实时进程和非实时进程两类,对于非实时进程(SCHED_OTHER),影响权值的因素主要有以下几个: 1. 进程当前时间片内所剩的tick数,即task_struct的counter值,相当于counter越大的进程获得CPU的机会也越大,因为counter的初值与(-nice)相关,因此这一因素一方面代表了进程的优先级,另一方面也代表了进程的"欠运行程度";(weight = p->counter;) 2. 进程上次运行的CPU是否就是当前CPU,如果是,则权值增加一个常量,表示优先考虑不迁移CPU的调度,因为此时Cache信息还有效;(weight += PROC_CHANGE_PENALTY;) 3. 此次切换是否需要切换内存,如果不需要(或者是同一进程的两个线程间的切换,或者是没有mm属性的核心线程),则权值加1,表示(稍微)优先考虑不切换内存的进程;(weight += 1;) 4. 进程的用户可见的优先级nice,nice越小则权值越大。(Linux中的nice值在-20到+19之间选择,缺省值为0,nice()系统调用可以用来修改优先级。)(weight += 20 - p->nice;) 对于实时进程(SCHED_FIFO、SCHED_RR),权值大小仅由该进程的rt_priority值决定(weight = 1000 + p->rt_priority;),1000的基准量使得实时进程的权值比所有非实时进程都要大,因此只要就绪队列中存在实时进程,调度器都将优先满足它的运行需要。 如果权值相同,则选择就绪队列中位于前列的进程投入运行。 除了以上标准值以外,goodness()还可能返回-1,表示该进程设置了SCHED_YIELD位,此时,仅当不存在其他就绪进程时才会选择它。 如果遍历所有就绪进程后,weight值为0,表示当前时间片已经结束了,此时将重新计算所有进程(不仅仅是就绪进程)的counter值,再重新进行就绪进程选择(详见"调度器工作流程")。
Linux的调度器主要实现在schedule()函数中。 schedule()函数的基本流程可以概括为四步: 1). 清理当前运行中的进程 2). 选择下一个投入运行的进程 3). 设置新进程的运行环境 4). 执行进程上下文切换 5). 后期整理 其中包含了一些锁操作:就绪队列锁runquque_lock,全局核心锁kernel_flag,全局中断锁global_irq_lock,进程列表锁tasklist_lock。下面先从锁操作开始描述调度器的工作过程。 (编辑:徐州站长网) 【声明】本站内容均来自网络,其相关言论仅代表作者个人观点,不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利,请及时与联系站长删除相关内容! |