android 进程有时间片运行,kernel笔记——进程调度
调度器完成以下任务:
时钟中断(或类似的定时器)时间内刷新进程的时间片,设置进程调度标志
系统调用返回或中断完成时检查调度标志
schedule函数
内核代码中完成进程调度的函数为schedule(),该函数中包含以下调用:
put_prev_task(rq, prev);
next = pick_next_task(rq);
context_switch(rq, prev, next);
schedule首先将当前执行函数放入运行队列,然后选择下一个要运行的进程(怎么选择下一个进程,这部分就是调度算法的工作),最后完成进程上下文切换。
由A进程进入schedule函数,从函数出来将变成B进程,A进程调用schedule相当于放弃cpu资源,进程从R状态变成S等其他状态都会经过schedule。在vmcore中,我们可以看到S状态进程进入S状态前最后一个调用的函数为schedule:
crash> ps | grep sshd
1300 1 0 ffff81024fba1810 IN 0.0 26088 1380 sshd
crash> bt 1300
PID: 1300 TASK: ffff81024fba1810 CPU: 0 COMMAND: "sshd"
#0 [ffff81026a2e9cd8] schedule at ffffffff802d9025
#1 [ffff81026a2e9da0] schedule_timeout at ffffffff802d9a6b
#2 [ffff81026a2e9df0] do_select at ffffffff801935f2
#3 [ffff81026a2e9ed0] sys_select at ffffffff80193880
#4 [ffff81026a2e9f80] system_call at ffffffff8010ad3e
……
进程可以是“被调度”,而有的进程或线程主动调用schedule,放弃cpu,例如ksoftirqd内核线程。
进程优先级
早期的调度算法根据进程优先级计算进程运行的时间片、选择被调度的进程。对于普通进程(normal process)而言,nice表示其优先级,nice的取值范围为-20~19,nice值越大优先级越低;对于实时进程(real time process)而言,优先级的取值范围为0~99,同样值越大优先级越低。
内核代码中nice取值范围对应100~139,MAX_RT_PRIO宏定义了实时进程优先级与nice取值的分界点,实时进程的优先级比普通进程优先级高。
通过top、ps等命令我们可以查到进程的优先级,以下为top命令输出的下半部分,进程信息的查询结果:
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
22 root 20 0 0 0 0 R 1.9 0.0 60:23.34 ksoftirqd/9
8689 root 20 0 273m 67m 11m S 0.0 0.4 2:04.01 java
11058 root 39 19 0 0 0 S 0.0 0.0 1:45.68 kipmi0
11771 root -98 0 20388 19m 7256 S 0.0 0.1 0:16.06 had
3 root RT 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 migration/0
其中(PR列值+100)指示进程优先级,以上输出中,java进程优先级为120,为普通进程;had进程优先级为2,为实时进程。RT表示该进程为实时进程,并且优先级为0。
可以使用renice命令设置普通进程的优先级:
linux # renice 10 -p 21691
21691: old priority -20, new priority 10
调度算法
从最初的遍历O(n)算法,到2.5版kernel的O(1)算法,再到2.6版kernel的CFS(completely fair scheduler),调度算法被不断地改进。
O(1)调度算法使得调度器选择下一个执行进程的时间变为常量,不随可运行进程数量变化,但其有以下缺点:
动态调整进程优先级的算法很复杂,不易于代码维护
不“偏袒”交互型程序,假如响应鼠标移动的进程与某后台进程有同一优先级,在鼠标被移动时,另一进程可能更先获得调度,这使得鼠标移动响应慢或有重影
因而应用于服务器,O(1)调度算法表现尚可,在交互性更强的桌面应用方面就强差人意。
CFS解决了以上O(1)算法问题,它的核心数据结构为红黑树,该红黑树的key为进程的虚拟运行时间(vruntime)。每次调度时选择具有最小vruntime的进程执行,即红黑树最左边的结点相应的进程。
CFS调度算法中,交互型的进程将获得更大的权重、更多被执行的机会。假如现在有一个vruntime为1ms的交互型进程,另有一个vruntime为10ms的cpu消耗型进程,调度器连续调度交互型进程10次,再调度vruntime为10ms的cpu消耗型进程。Android中使用的调度方法亦为CFS。
之前的调度算法中,nice优先级决定进程的时间片大小,在CFS中,nice与进程权重关联,权重大的进程获得的运行时间就长。prio_to_weight数组定义了nice与权重的对应关系,该数组在中定义。
调度策略
kernel提供了5种调度策略,针对普通进程,有以下3种:
SCHED_OTHER
SCHED_BATCH
SCHED_IDLE
这3种调度策略对应的进程,按CFS方式调度,优先级依次降低。
针对实时进程,有以下2种:
SCHED_FIFO
SCHED_RR
FIFO即先到先服务,具备该调度策略的进程将一直运行,直至其被I/O请求挂起或被具有更高优先级的实时进程抢占。
RR即轮叫调度(Round Robin),除设定了进程运行的最大时间片外,其他调度方式与FIFO相同。
因实时进程的优先级比普通进程的优先级都要高,具备以上调度策略的进程变为可运行状态时,都将抢占以CFS方式调度的普通进程。
CFS调度算法相关的代码在sched_fair.c中,实时进程相关的调度算法在sched_rt.c中定义。
与进程调度策略相关的函数调用有以下两个,分别用于获取、设置进程调度策略:
sched_getscheduler
sched_setscheduler
以下程序示例使用sched_setscheduler调用,将程序自身的优先级设置为最高的实时优先级:
// sched_test.c
#include
#include
#include
int main()
{
struct sched_param param;
param.sched_priority = sched_get_priority_max(SCHED_FIFO);
sched_setscheduler(getpid(), SCHED_FIFO, ?m);
printf("running...
");
while(1);
return 0;
}
执行程序之后,我们在top中可以看到
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
24484 root RT 0 3704 400 316 R 100 0.0 1:32.51 sched_test
设置实时进程的优先级只能通过函数调用,不像设置nice值,可使用renice命令。
负载均衡
对于多核cpu,kernel的调度器还需要解决另一个问题:如何在多核间做到负载平衡。若一个核忙于跑程序,而其他核是空闲的,那么就失去了多核存在的意义。
对于对称多处理(symmetric multiprocessing,SMP)架构的cpu,同一物理cpu中,多核间可共享cache,物理cpu之间则不能。因而在同一物理cpu多核间移动进程,相比物理cpu间移动进程,开销要小。
migration内核线程完成平衡多核工作负载的工作,migration以以下方式拉起:
时钟中断处理函数timer_interrupt调用scheduler_tick函数
在scheduler_tick中,trigger_load_balance函数被调用
若满足调整cpu负载条件,trigger_load_balance通过raise_softirq调用产生一个软中断
后续软中断得到处理, migration线程被拉起,完成负载平衡工作
另外我们可以通过taskset命令设置某进程在某个特定cpu上执行,并且不参与负载平衡调度:
linux # taskset -cp 0 ./sched_test
以上命令设置sched_test在0号cpu上运行,使用top我们可以看到执行的效果:
linux # ps -elf | grep test | grep -v grep
4 R root 24502 24053 99 -40 - - 633 - 12:49 pts/7 00:00:15 ./sched_test
linux # top -p 24502
top - 12:50:19 up 5 days, 3:04, 7 users, load average: 1.55, 1.86, 2.16
Tasks: 1 total, 1 running, 0 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
Cpu0 :100.0%us, 0.0%sy, 0.0%ni, 0.0%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.0%si, 0.0%st
Cpu1 : 0.0%us, 0.0%sy, 0.0%ni,100.0%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.0%si, 0.0%st
Cpu2 : 0.0%us, 0.0%sy, 0.0%ni,100.0%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.0%si, 0.0%st
Cpu3 : 0.0%us, 0.0%sy, 0.0%ni,100.0%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.0%si, 0.0%st
Mem: 23980M total, 375M used, 23604M free, 37M buffers
Swap: 2055M total, 0M used, 2055M free, 221M cached
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
24502 root RT 0 2532 364 292 R 100 0.0 0:40.73 sched_test
Reference: Chapter 4 - Process Scheduling, Linux kernel development.3rd.Edition
android 进程有时间片运行,kernel笔记——进程调度相关推荐
- kernel笔记——进程调度
调度器完成以下任务: 时钟中断(或类似的定时器)时间内刷新进程的时间片,设置进程调度标志 系统调用返回或中断完成时检查调度标志 schedule函数 内核代码中完成进程调度的函数为schedule() ...
- linux 2.6内核进程调度,Linux2.6内核进程调度系列--scheduler_tick()函数2.更新实时进程的时间片,...
Linux2.6内核进程调度系列--scheduler_tick()函数2.更新实时进程的时间片, RT /** * 递减当前进程的时间片计数器,并检查是否已经用完时间片. * 由于进程的调度类型不同 ...
- 【Android 逆向】修改运行中的 Android 进程的内存数据 ( 使用 IDA 分析要修改的内存特征 | 根据内存特征搜索修改点 | 修改进程内存 )
文章目录 一.使用 IDA 分析要修改的内存特征 二.根据内存特征搜索修改点 三.修改进程内存 一.使用 IDA 分析要修改的内存特征 在前的博客 [Android 逆向]逆向修改游戏应用 ( 分析应 ...
- 【Android 逆向】修改运行中的 Android 进程的内存数据 ( Android 命令行中获取要调试的应用进程的 PID | 进程注入调试进程内存的 so 库 )
文章目录 一.Android 命令行中获取要调试的应用进程的 PID 二.进程注入调试进程内存的 so 库 一.Android 命令行中获取要调试的应用进程的 PID 前置博客 [Android 逆向 ...
- 【Android 逆向】修改运行中的 Android 进程的内存数据 ( 运行环境搭建 Android 模拟器安装 | 拷贝 Android 平台可执行文件和动态库到 /data/system )
文章目录 一.运行环境搭建 Android 模拟器安装 二.拷贝 Android 平台可执行文件和动态库到 /data/system 目录下 一.运行环境搭建 Android 模拟器安装 使用低版本的 ...
- Android 系统(243)---Android进程系列第一篇---进程基础
Android进程系列第一篇---进程基础 内容预览.png 概述: 本文主要讲解进程基础,更深入的认识有血有肉的进程,内容涉及进程控制块,信号,进程FD泄露等等.仅供参考,欢迎指正. 一.从Linu ...
- cmd命令行进行C++代码编译运行;实现进程调度和存储管理
最近刚考完一门,也算是有点闲暇时间,写个博客,就当做操作系统实验的笔记吧. 客官先别急着白嫖点个赞再看吧求求了 文章目录 一.在cmd命令行下编译运行C++源代码 1.进入目标目录 2. ...
- Linux0.11进程分配时间片的策略
想知道内核什么时候给进程重新分配时间片,最好的办法就是阅读源代码(其中已经打了注释) /******************************************************** ...
- [Android]你不知道的Android进程化(3)--进程等级
我们可以看到现在Android的运行内存越来越大,6G.8G的大内存时代,越大运存将允许运行越多的app,而Android系统也组建增大进程可以申请的最大运存量.Android 系统将尽量长时间地保持 ...
最新文章
- Node.js学习笔记(一)
- LeetCode-剑指 Offer 14- I. 剪绳子
- BZOJ2948 : [Poi2001]绿色游戏
- Npgsql使用入门(三)【批量导入数据】
- 【Pytorch神经网络实战案例】25 (带数据增强)基于迁移学习识别多种鸟类(CUB-200数据集)
- 数据结构之图:用图解决案例,Python代码实现——24
- 勇探计算机城堡教学反思,神秘的城堡教学反思
- 客户流失预警模型怎么做?
- 一文详解数据分析的 TGI 指数 | 技术头条
- 山大824计算机基础,山大考研辅导班:山东大学2020年824计算机基础考研自命题科目考试大纲...
- 怎么用计算机按键弹歌谱,键盘钢琴及谱子(弹钢琴练打字一举两得)
- 动态申请空间 malloc函数
- 接受自己平庸真的很难吗?你知道163邮箱登陆界面是什么吗?
- 牛客网ACM模式 JsV8和Java输入输出练习
- 为Go语言GC正名-20秒到100微妙的演变史
- 游戏+AI,你不曾想象的未来
- 如何进行系统的架构设计?
- 成语答题赚小程序安装教程
- 【C语言】用递归编写程序计算Hermite Polynomials(厄密多项式)
- Android视频编辑器(三)给本地视频加水印和美颜滤镜
热门文章
- pandas dataframe随机采样
- linux配置php mysql_Linux下LAMP(Apache+PHP+MySql)环境配置
- linux getline函数用法,get()与getline()
- 多继承、经典类与新式类、新式类的C3算法详解
- JS里的居民们5-数组(栈)
- java-记录一个子串在整串中出现的次数
- [转]将微信和支付宝支付的个二维码合二为一
- 零元学Expression Blend 4 - Chapter 7 什麽?影片不再是印象中的方框框!!!看Blend 4如何把影片镶入字里...
- Theano模块的安装其实没你想的那么难
- 2014/4/4做题感悟