CFS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,而不再采用分配给每个进程时间片的做法了,CFS在所有可运行进程总数基础上计算出一个进程应该运行多久,而不是依靠nice值来计算时间片。nice值在CFS中被作为进程获得的处理器运行比的权重:越高的nice值(越低的优先级)进程获得更低的处理器使用权重,这是相对默认nice值进程的进程而言的;相反,更低的nice值(越高的优先级)的进程获得更高的处理器使用权重。
下面我们在没有开组调度的情况下,讨论CFS调度的时间更新的相关内容:
假设现在系统有A,B,C三个进程,A.weight=1,B.weight=2,C.weight=3.那么我们可以计算出整个公平调度队列的总权重是cfs_rq.weight = 6,很自然的想法就是,公平就是你在重量中占的比重的多少来拍你的重要性,那么,A的重要性就是1/6,同理,B和C的重要性分别是2/6,3/6.很显然C最重要就应改被先调度,而且占用的资源也应该最多,即假设A,B,C运行一遍的总时间假设是6个时间单位的话,A占1个单位,B占2个单位,C占三个单位。这就是CFS的公平策略。在linux内核中采用了如下计算公式:
ideal_time = sum_runtime *se.weight/cfs_rq.weight
注:ideal_time:每个进程应该运行的时间
sum_runtime:运行队列中所有任务运行完一遍的时间
se.weight:当前进程的权重
cfs.weight:整个cfs_rq的总权重
这里se.weight和cfs.weight根据上面讲解我们可以算出,sum_runtime是怎们计算的呢,linux内核中这是个经验值,其经验公式是:
(1) sum_runtime=sysctl_sched_min_granularity *nr_running(if 进程数 > 5)
(2) sum_runtime=sysctl_sched_latency = 20ms (if 进程数 <=5)
注:sysctl_sched_min_granularity =4ms
linux内核代码中是通过一个叫vruntime的变量来实现上面的原理的,即:每一个进程拥有一个vruntime,每次需要调度的时候就选运行队列中拥有最小vruntime的那个进程来运行,vruntime在时钟中断里面被维护,每次时钟中断都要更新当前进程的vruntime,即vruntime以如下公式逐渐增长:
(1) vruntime = delta* NICE_0_LOAD/se.weight;(if curr.nice!=NICE_0_LOAD)
(2)vruntime = delta; (ifcurr.nice=NICE_0_LOAD)
vruntime更新是在如下地方进行:
Update_curr:delta_exec=(unsignedlong)(now->curr->exec_starrt);
__update_curr(cfs_rq,curr,delta_exec);
__update_curr:delta_exec_weighted=calc_delta_fair(delta_exec,curr);
Curr->vruntime =delta_exec_weighted;
Calc_delta_fair:
if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
return delta;
Calc_delta_mine: /* delta*=weight/lw */
tmp = (u64)delta_exec * weight;
if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
WMULT_SHIFT/2);
else
tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
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