带你玩转linux内核源码分析之CFS调度
一、CFS 完全公平调度
允许每个进程运行一段时间、循环轮转，选择运行最少的进程作为下一个运行进程。
依靠所有可运行总数基础上计算出一个进程应该运行多久。
nice优先级用来计算权重
内核源码 kernel/sched/fair.c
二、调度实现
1、时间记账
每个进程只能在公平分配给它的处理器时间运行
时间在调度实体struct sched_entity中维护
虚拟实时 vruntime，该运行时间计算是经过了所有可运行进程总数的标准化。以ns为单位。用vruntime记录了一个程序到底运行了多长时间以及还应该运行多久。
elta_exec：当前进程的执行时间，参数有又递给calc_delta_fair。
calc_delta_fair 再根据当前可运行进程总数对运行时间进行加权计算，将最终权重值与当前进程的vruntimes相加。curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
update_curr是由系统定时器周期性调用的，无论进程在可运行还是阻塞状态，vruntime可以准确地计算出给定进程的运行时间，而且制定谁应该是下一个被运行进程
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2、调度器入口
schedule() 选择哪个进程可以运行，何时将其投入运行。
调用pick_next_task，会以优先级排序，从高到低，依次检查每个调度类，并从最高优先级调度类中，选择最高优先级的进程
schedule->__schedule->pick_next_task->pick_next_task_fair schedule->__schedule->pick_next_task->context_switch
上下文切换本身通过调用两个特定于处理器的函数完成
switch_mm 更换通过task_struct->mm描述的内存管理上下文
switch_to切换处理器寄存器内容和内核栈，通常使用汇编编写
switch_to(prev, next, prev);//之后的代码只有在当前进程的下一次被选择运行时才会执行
barrier();//前后语句执行顺序不会因为任何可能的优化而改变
return finish_task_switch(prev);//完成清理工作，才能够正确释放锁
3、进程选择
选择vruntime最小也就是红黑树中最左侧叶子节点 实现函数pick_next_entity->__pick_next_entity
4、睡眠和唤醒
睡眠时进程会标记为休眠状态，从可执行红黑树中移除，放入等待队列，然后调用schedule选择执行下一个进程。
唤醒：进程被设置为可执行状态，从等待队列中移到可执行红黑树中
check_preempt_wakeup->wakeup_preempt_entity
三、CFS调度中vruntime
新创建的vruntime是多少？
阻塞的进程在调度时，runtime是多少？
周期调度，vruntime时间如何计算？
如果进程比较多，进程所获得时间片时间趋于0，系统有何策略，调度优化的参数有哪些？
1.新进程vruntime的值
do_fork --> copy_process --> sched_fork --> task_fork_fair
减掉min_vruntime的数值，是因为你这个时候的新进程不跟CPU关联起来，实际在运行的时，可能会挂到其它CPU的CFS队列，如果两个进程CPU处理器的min_vruntime差距太大，会导致新进程优先级很低或者很高，主要是为了解决这个问题，在入新CPU处理顺路时，会再加上min_vruntime。新进程vruntime=父进程vruntime + (cpux_min_vruntime - cpuy_min_vruntime)。
设置好时间后 接着执行 判断是否抢占wake_up_new_task->activate_task->check_preempt_wakeup->wakeup_preempt_entity
wakeup_preempt_entity在上面有介绍
2.阻塞的进程在调度时，runtime是多少？
activate_task–>enqueue_task_fair–>enqueue_entity
由于内核已经承诺，在当前的延迟周期内所有使用活动进程都至少运行一次，队列的min_vruntime用作基准虚拟时间，通过减去sysctl_sched_latency的一半，则可以确保新唤醒的进程只有在当前延迟周期结束后才能运行。
如果睡眠进程已经积累了比较大的不公平。则内核必须考虑。如果se->vruntime比计算的差值更大，则将其作为进程的vruntime，这会导致该进程在红黑树中比较靠左的位置。
3.周期调度，vruntime时间如何计算
对于单 CPU 而言, 默认设置是小于 8 个就绪任务时就按照 6ms, 大于 8 个就绪任务时, 每个任务给 0.75 ms.
确保没有哪个进程能够比延迟周期中确定的份额（给定的时间）运行时间更长
ideal_runtime：该份额对应的时间（给定的时间） delta_exec：进程在CPU上已经运行的时间
1）已经运行的时间与份额比较
2）已经运行的时间与下一个调度实体时间比较
4.调度器优化变量
sysctl_sched_child_runs_first：child在fork之后调度的策略，如果为0 则先调用parent sched_min_granularity_ns：最低级别抢占粒度。给每个进程分配CPU时间，如果进程无限多，则时间趋向于0。如果小于sched_min_granularity_ns则以sched_min_granularity_ns为准 sysctl_sched_min_granularity：如果执行时间delta_exec < sysctl_sched_min_granularity则不进行调度。unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL
