Linux内核源码—进程调度（4.20.17）

sched_class

在 Linux 中有多种不同的调度策略，每一种调度策略都由不同的调度器类实现，在 sched_class 中定义了调度器需要实现的接口。

struct sched_class {
	const struct sched_class *next;

	void (*enqueue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);  //入队
	void (*dequeue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);  //出队
	void (*yield_task)   (struct rq *rq);
	bool (*yield_to_task)(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt);

	void (*check_preempt_curr)(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);

	/*
	 * It is the responsibility of the pick_next_task() method that will
	 * return the next task to call put_prev_task() on the @prev task or
	 * something equivalent.
	 *
	 * May return RETRY_TASK when it finds a higher prio class has runnable
	 * tasks.
	 */
	struct task_struct * (*pick_next_task)(struct rq *rq,
					       struct task_struct *prev,
					       struct rq_flags *rf);
	void (*put_prev_task)(struct rq *rq, struct task_struct *p);

#ifdef CONFIG_SMP
	int  (*select_task_rq)(struct task_struct *p, int task_cpu, int sd_flag, int flags);
	void (*migrate_task_rq)(struct task_struct *p, int new_cpu);

	void (*task_woken)(struct rq *this_rq, struct task_struct *task);

	void (*set_cpus_allowed)(struct task_struct *p,
				 const struct cpumask *newmask);

	void (*rq_online)(struct rq *rq);
	void (*rq_offline)(struct rq *rq);
#endif

	void (*set_curr_task)(struct rq *rq);
	void (*task_tick)(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued);
	void (*task_fork)(struct task_struct *p);
	void (*task_dead)(struct task_struct *p);

	/*
	 * The switched_from() call is allowed to drop rq->lock, therefore we
	 * cannot assume the switched_from/switched_to pair is serliazed by
	 * rq->lock. They are however serialized by p->pi_lock.
	 */
	void (*switched_from)(struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
	void (*switched_to)  (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
	void (*prio_changed) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task,
			      int oldprio);

	unsigned int (*get_rr_interval)(struct rq *rq,
					struct task_struct *task);

	void (*update_curr)(struct rq *rq);

#define TASK_SET_GROUP		0
#define TASK_MOVE_GROUP		1

#ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
	void (*task_change_group)(struct task_struct *p, int type);
#endif
};

上面涉及到的 rq 就是 runqueue，每个 cpu 都对应着一个 runqueue，用来维护在该 cpu 上运行的进程。如果我们去看 struct rq 的定义，可以看到它包含了 cfs_rq， rt_rq 和 dl_rq 这三种不同的 rq 供调度器使用。

如果我们现在 fork() 了一个进程，就需要将它加入到 cfs_rq 队列中，此时 enqueue_task 运行 cfs 调度策略的入队方法，也就是在红黑树中插入节点。

struct rq {
        ...
	struct cfs_rq		cfs;
	struct rt_rq		rt;
	struct dl_rq		dl;
        ...    
};

　　

sched_entity

由于调度往往还需要一些额外的信息，所以在 Linux 中定义了调度实体类。

struct sched_entity {
	/* For load-balancing: */
	struct load_weight		load;
	unsigned long			runnable_weight;
	struct rb_node			run_node;
	struct list_head		group_node;
	unsigned int			on_rq;

	u64				exec_start;
	u64				sum_exec_runtime;
	u64				vruntime;
	u64				prev_sum_exec_runtime;

	u64				nr_migrations;

	struct sched_statistics		statistics;

#ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
	int				depth;
	struct sched_entity		*parent;
	/* rq on which this entity is (to be) queued: */
	struct cfs_rq			*cfs_rq;
	/* rq "owned" by this entity/group: */
	struct cfs_rq			*my_q;
#endif
};

我们还可以看到，在一个进程描述符 task_struct 中是包含多个调度实体的，sched_class 指针指向其对应的调度器，然后调度器再调度相应的调度实体。

struct task_struct {
       ...

	int				on_rq;  //是否在就绪队列上

	int				prio;
	int				static_prio;
	int				normal_prio;
	unsigned int			rt_priority;

	const struct sched_class	*sched_class;  //调度器
	struct sched_entity		se;        //cfs调度实体
	struct sched_rt_entity		rt;    //real_time调度实体
#ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
	struct task_group		*sched_task_group;
#endif
	struct sched_dl_entity		dl;    //deadline调度实体
           
        ...
};