cgroup学习（二）——cgroup框架结构

cgroup框架结构

这一章里，我们先整体介绍一个cgroup的框架结构，以及cgroup文件系统的相应文件定义。这里我们先看一下cgroup的主要结构关系：

图2 主要数据结构关系

该图包含了cgroup的所有主要数据结构及它们的关系。其中cgroupfs_root相当于我们mount操作指定的dir；cgroup表示在mount目录下的mkdir cg_test；而cgroup_subsys则是所有subsys的基类（-o选项），它定义了所有subsys的相应方法，及属性；cgroup_subsys_state是cgroup管理的subsys的group控制体的抽象类（这个名字有点别扭，看了后面可能就会明白），每个子系统有自己实现类如cpuset,task_group,mem_cgroup等，即cgroup_subsys_state实现C语言的多态，cgroup 只管理cgroup_subsys_state这个结构，而不同的子系统根据这个结构，通过container_of来还原出自己的真正控制体；cg _cgroup_link则定义着cgroup与css_set的多对多关系（一个css_set为什么会有多个cgroup?——其根本的原因在于一个task会被attach到多个hierarchy，并且在每个 hierarchy下的必有一个cgroup管理着该task（一个task只有一个css_set），所以有几个hierarchy该css_set就有几个cgroup。一个cgroup为什么会有多个css_set?——因为一个cgroup可以attach多个进程，而这些进程它们的css_set可能不一样，这个由该task所属的cgroups决定，只有所属的cgroups完全一样，它们才会共享一个css_set，否则的话，它们的css_set就不一样），css_set->cg_links指向所有管理了该css_set的cgroup（这些cgroup由cg_cgroup_link->cg_link_list链接起来的cg_cgroup_link），同理cgroup->css_sets指向所有该cgroup管理的css_set（这些css_set由cg_cgroup_link->cgrp_link_list链接起来的cg_cgroup_link），加入一个这样的中间结构其原因主要是解除css_set与cgroup之间的耦合关系（考虑在两者直接连接的情况下，如果我们要删除cgroup的操作，及多加了这个结构的相应操作？）。所有的css_set保存在css_set_table的全局哈希表里，它们的hash函数及key为css_set_hash(css_set->subsys)；css_set则建立task与它的一对多关系，不一样的进程可能指向同一个css_set（如刚fork的父子进程），而css_set->tasks则是所有引用该css_set的tasks的list的head，task之间用task->cg_list进行链接；同样的，一个cgroupfs_root的所有cgroup_subsys由cgroupfs_root->subsys_list组织；所有的cgroupfs_root通过它的root_list连接到roots这个全局变量头里。
通过该图我们可以知道cgroup内并没有保存task的list，那么我们查看tasks文件的时候（cat tasks）是怎么获得它的所有tasks？——cgroup->css_sets保存了所有它管理的css_set（通过cg_cgroup_link连接），另外css_set->tasks保存了所有引用它的tasks（该过程对应于cgroup_tasks_open）；同样的，当我们cat /proc//cgroup的时候可以查看到一个task被哪些cgroup管理，这个过程是通过task->cgroups获得它的css_set，然后再从css_set->cg_links（通过cg_cgroup_link连接）获得它所属的cgroup（该过程相对应于cgroup_open->proc_cgroup_show->task_cgroup_from_root，实际的代码过程跟分析有点不一样，是由于输出要求按root区分，但依据的关系是一样的）。
注：我们mount之后其实已经产生了一个top cgroup，即它本身既是cgroupfs_root也是一个cgroup。

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