Linux内核之调度策略及优先级
目录
一、Linux内核支持调度策略
二、进程优先级
三、公平调度CFS与其它调度类
1、调度类
2、公平调度类CFS
3、运行队列
4、调度进程
5、调度时机
四、RCU机制与内存优化屏障
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一、Linux内核支持调度策略
先进先出调度（SCHED_FIFO）、轮流调度（SCHED_RR）、限期调度策略（SCHED_DEADLINE)采用不同的调度策略调度实时进程。
普通进程支持两种调度策略：标准轮流分时（SCHED_NORMAL）和SCHED_BATCH调度普通的非实时进程。
空闲（SCHED_IDLE）则在系统空闲时调用idle进程。
二、进程优先级
限期进程的优先级比实时进程高，实时进程的优先级比普通进程高。
限制进程的优先级是-1。
实时进程的实时优先级是1-99，优先级数值越大，表示优先级越高。
普通进程的静态优先级是100-139，优先级数值越小，表示优先级越高，可通过修改nice值改变普通进程的优先级，优先级等于120加上nice值。
在task_struct结构体中，4个成员和优先级有关如下：
//include/linux/sched.hintprio;intstatic_prio;intnormal_prio;unsignedintrt_priority;三、公平调度CFS与其它调度类
1、调度类
Linux内核sched_class调度器有五种类型：
dl_sched_class/rt_sched_class/stop_sched_class/idle_sched_class/fair_sched_class，其中每种调度类都有自己的调度策略。主要是为方便添加新的调度策略，Linux内核抽象一个调度类sched_class。其调试器类型源码如下：
调度类优先级，由高到低进行排列：停机调度类>限期调度类>实时调度类>公平调度类>空闲调度类。
2、公平调度类CFS
公平调度类应用完全公平调度算法，丢掉时间片和固定调度周期，在此引入虚拟运行时间。vruntime的计算公式如下：虚拟运行时间(vruntime)=实际运行时间*nice0权重值/进程权重值。
3、运行队列
每个处理器有一个运行队列，结构体是rq，定义的全局变量如下：
rq是描述就绪队列，其设计是为每一个CPU就绪队列，本地进程在本地队列上排序。
4、调度进程
主动调度进程的函数是schedule()，它会把主要工作委托给__schedule()去处理。
函数__shcedule的主要处理过程如下：
调用pick_next_task()以选择下一个进程。
调用context_switch()以切换进程。
切换用户虚拟地址空间，ARM64架构使用默认的switch_mm_irqs_off，其内核源码定义如下：
switch_mm函数内核源码处理如下：
切换寄存器，宏switch_to把这项工作委托给函数__switch_to：
5、调度时机
调度进程的时机：
- l进程主动调用schedule()函数。
- l周期性地调度，抢占当前进程，强迫当前进程让出处理器。
- l唤醒进程的时候，被唤醒的进程可能抢占当前进程。
- l创建新进程的时候，新进程可能抢占当前进程。
a、主动调度
进程在用户模式下运行，无法直接调用schedule()函数，只能通过系统调用进入内核模式，如果系统调用需要等待某个资源，如互斥锁或信号量，就会把进程的状态设置为睡眠状态，然后调用schedule()函数来调度进程。
b、周期调度
周期调度的函数为scheduler_tick()，调用当前进程所属调度类task_tick()方法。
四、RCU机制与内存优化屏障
1、RCU（read-copy-update）为Linux当中的一种同步机制，则为读/拷贝更新。
2、内存屏障
内存屏障可分为两种类型：编译器内存屏障和CPU内存屏障。
防止编译器错误地重排，添加编译器优化屏障如下：
