為了弄清楚在多cpu系統中是如何實現實時調度的，先引入以下幾個概念：

cpu的狀態：

我們知道，在linux系統中，任務的優先級為0~140。

INVALID:(-1)該cpu不可用

IDLE(0):140

NORMAL(1)：100~139對應于普通任務的優先級

RT0~RT99(2~102)：對應于實時任務的優先級

進程優先級：

在linux內核中，每個進程都有一個task_struct,其中與優先級相關的屬性包括

1、prio：對于非實時進程而言prio==normal_prio=99-rt_priority(prio的值越大，則進程的優先級越小)

2、normal_prio：99-rt_priority

3、static_prio:=100+nice

4、rt_priority:0：非實時任務；[1,99]實時任務，值越大，優先級越高。

在調度時使用了prio，其數值0對應最高優先級，99為最低實時優先級。Prio和normal_prio數值越大優先級越小，而rt_priority的數值越大優先級越大。

task balance：

在多cpu系統中，為了保證各個cpu上實時任務的負載均衡，引入了push和pull操作：

1、push操作：

當當前cpu上有多于一個的實時任務，那么需要使用pull操作看看是否可以將還未運行的實時任務移動到其他的cpu上，主要操作由push_rt_task函數完成。static?int?push_rt_task(struct?rq?*rq)

{

struct?task_struct?*next_task;

struct?rq?*lowest_rq;

int?ret?=?0;

///如果當前隊列不是超載狀態，則直接返回

if?(!rq->rt.overloaded)

return?0;

///選擇rq中下一個進程

next_task?=?pick_next_pushable_task(rq);

if?(!next_task)

return?0;

retry:

......

///如果下一個進程的優先級比當前進程的優先級高，那么需要執行的不是push操作而是重新調度

if?(unlikely(next_task->prio?curr->prio))?{

resched_task(rq->curr);

return?0;

}

......

///尋找那個cpu的rq符合條件，將其rq上鎖

lowest_rq?=?find_lock_lowest_rq(next_task,?rq);

///如果沒有找到合適的rq，我們則需要判斷：到底還要不要再找，因為在find_lock_lowest_rq函數中釋放了當前rq上的鎖，因此可能會導致當前rq上沒有需要push的任務，在這種情況下我們就不用再試，如果需要push的任務還在，那么則進入retry繼續嘗試。

if?(!lowest_rq)?{

struct?task_struct?*task;

task?=?pick_next_pushable_task(rq);

if?(task_cpu(next_task)?==?rq->cpu?&&?task?==?next_task)?{

goto?out;

}

if?(!task)

goto?out;

put_task_struct(next_task);

next_task?=?task;

goto?retry;

}

///執行任務遷移相關的工作。

deactivate_task(rq,?next_task,?0);

set_task_cpu(next_task,?lowest_rq->cpu);

activate_task(lowest_rq,?next_task,?0);

ret?=?1;

resched_task(lowest_rq->curr);

double_unlock_balance(rq,?lowest_rq);

out:

put_task_struct(next_task);

return?ret;

}

2、pull操作

與push操作相反，pull操作用于當前cpu的rq比較空閑，想要主動調入實時任務，該操作主要由

pull_rt_task完成。static?int?pull_rt_task(struct?rq?*this_rq)

{

int?this_cpu?=?this_rq->cpu,?ret?=?0,?cpu;

struct?task_struct?*p;

struct?rq?*src_rq;

if?(likely(!rt_overloaded(this_rq)))

return?0;

///查找每一個超載的cpu

for_each_cpu(cpu,?this_rq->rd->rto_mask)?{

......

///src_rq：需要pull的cpu。

src_rq?=?cpu_rq(cpu);

///如果src_rq的下一個任務的優先級高于當前cpu的優先級，則什么都不用做，因為src_cpu會主動執行pull操作。

if?(src_rq->rt.highest_prio.next?>=

this_rq->rt.highest_prio.curr)

continue;

double_lock_balance(this_rq,?src_rq);

///判斷是否有需要被pull的任務，沒有則退出

if?(src_rq->rt.rt_nr_running?<=?1)

goto?skip;

///找到src_rq上最高優先級的任務

p?=?pick_next_highest_task_rt(src_rq,?this_cpu);

if?(p?&&?(p->prio?rt.highest_prio.curr))?{

WARN_ON(p?==?src_rq->curr);

WARN_ON(!p->on_rq);

if?(p->prio?curr->prio)

goto?skip;

ret?=?1;

deactivate_task(src_rq,?p,?0);

set_task_cpu(p,?this_cpu);

activate_task(this_rq,?p,?0);

}

skip:

double_unlock_balance(this_rq,?src_rq);

}

return?ret;

}

總結

以上是生活随笔為你收集整理的LINUX进程调度分析源码,Linux 实时调度（源码分析）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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