Linux CFS 完全公平调度算法简明分析

CFS 完全公平调度策略简述

调度器认为每个进程都应该运行同样的时间（公平可能就指此）
总是选择时间运行的最少的进程
nice 值高的进程时间增长的快，nice值低的进程时间增长的慢

这里的时间是虚拟时间，即 vruntime，是经过权重加权过的时间，每个进程都会记录。

具体实现

每个进程都包含一个调度实体，调度实体内有 vruntime 变量。

struct sched_entity {struct load_weight  load;       /* for load-balancing */struct rb_node      run_node;struct list_head   group_node;unsigned int     on_rq;u64           exec_start;u64          sum_exec_runtime;u64            vruntime;   /* 进程运行的虚拟时间 */u64          prev_sum_exec_runtime;...
};

系统为每个nice 值 [-20, 19] 都设定了一个权重。

static const int prio_to_weight[40] = {/* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,/* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,/* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,/*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,/*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,/*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,/*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,/*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
};

每次更新虚拟时间时，都会考虑到相应权重。从这里可以看出，低 nice 值，即高权重的进程，时间增长更慢；相反，高 nice 值，时间增长会更快。

vruntime += realtime / weight;

利用红黑树的特性，排序出最小时间值，红黑树的排序标准是 vruntime。

static inline s64 entity_key(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
{return se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
}

每次调度挑选进程时总是选择最左侧节点，即虚拟运行时间 vruntime 最少的进程。

static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
{struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;if (!left)return NULL;return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
}

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