近來和乙個師兄談到了cfs排程演算法，我以前一直以為cfs的任務就緒佇列是全域性的，即有全域性唯一的rq，但是師兄說是per-cpu的，於是回來又仔細分析了下**，發現果然是per-cpu的。由這個簡單的問題先來說說我為啥認為rq是全域性唯一的，然後總結下cfs排程演算法的一些關鍵點。
一、per-cpu的rq和全域性唯一的rq
在linux-2.6核心時代，為了更好的支援多核，linux排程器普遍採用了per-cpu的run queue，從而克服了多cpu系統中，全域性唯一的run queue由於資源的競爭而成為了系統瓶頸的問題，因為在同一時刻，乙個cpu訪問run queue時，其他的cpu即使空閒也必須等待，大大降低了整體的cpu利用率和系統效能。當使用per-cpu的run queue之後，每個cpu不再使用大核心鎖，從而大大提高了並行處理的排程能力。
採用per-cpu的run queue所帶來的好處會被追求公平性的load balance**所抵消。在目前的cfs排程器中，每顆cpu只維護本地run queue中所有程序的公平性，為了實現跨cpu的排程公平性，cfs必須定時進行 load balance，將一些程序從繁忙的cpu的run queue中移到其他空閒的run queue中。這個load balance的過程需要獲得其他run queue的鎖，這種操作降低了多執行佇列帶來的並行性，並且在複雜情況下，這種因 load balance而引入的footprint 將非常可觀。
當然，load balance引入的加鎖操作依然比全域性鎖的代價要低，這種代價差異隨著cpu個數的增加而更加顯著。但請您注意，假若系統中的cpu個數有限時，多run queue的優勢便不明顯了。而採用單一佇列之後，每乙個需要排程的新程序都可以在全域性範圍內查詢最合適的cpu，而無需cfs那樣等待load balance**來決定，這減少了多cpu之間裁決的延遲，最終的結果是更小的排程延遲。
其次，為了維護多cpu上的公平性，cfs採用了負載平衡機制，這些複雜**抵消了per cpu queue曾帶來的好處。
下面的資料是新墨西哥大學的 taylor groves, je knockel, eric schulte對採用per-cpu的run queue和全域性唯一的run queue做的乙個響應時間的試驗。
從上圖可以看出採用全域性唯一單佇列的bfs排程演算法的響應時間明顯優於採用多per-cpu佇列的cfs排程演算法,說明cfs更適於互動式系統，即桌面系統。（當然，並不是說bfs就優於cfs，畢竟不同的應用場景各有優勢，但是cfs考慮的確實太多了，想支援各種情況- cfs 的目標是支援從桌面到高階伺服器的所有應用場景，這種大而全的設計思路導致其必須做一些實現上的折中）。
二、cfs關鍵點總結
1. 虛擬執行時間(vruntime)變化公式
vruntime+
=delta*
(1024/se.load.weight)
;/*delta：程序實際增加的執行時間，即從排程實體被選擇獲得cpu到排程實體放棄cpu這段時間*/
結論：在實際執行時間相同的情況下，排程實體權重越大，vruntime增加的越慢。
2. 程序的理想執行時間計算公式
ideal_time=slice*
(se.load.weight/cfs_rq.load.weight)
;/*slice為cfs執行佇列中所有程序執行一遍所需要的時間*//
*slice的經驗計算公式如下：*/if
(cfs_rq-
>nr_running>5)
slice=4*cfs_rq-
>nr_running;
else
slice=20;
/*單位ms*/
3. cfs排程時機
在有了上面幾個計算公式之後，就可以總結出cfs排程演算法的幾個排程時機：
(1) 排程實體的狀態轉換的時刻：程序終止、程序睡眠等，廣義上還包括程序的建立(fork)；
(2) 當前排程實體的時機執行時間大於理想執行時間（delta_exec > ideal_runtime）,這一步在時鐘中斷 處理函式中完成；
(3) 排程實體主動放棄cpu，直接排程schedule函式，放棄cpu
(4) 排程實體從中斷、異常及系統呼叫返回到使用者態時，回去檢查是否需要排程；
CFS排程的總結 （單rq vs 多rq）
近來和乙個師兄談到了cfs排程演算法，我以前一直以為cfs的任務就緒佇列是全域性的，即有全域性唯一的rq，但是師兄說是per cpu的，於是回來又仔細分析了下 發現果然是per cpu的。由這個簡單的問題先來說說我為啥認為rq是全域性唯一的，然後總結下cfs排程演算法的一些關鍵點。一 per cpu...
CFS排程演算法的思想和細節
今天在郵件列表裡面有位朋友問了乙個問題，問題表述如下 在喚醒程序的時候,發現在check preempt wakeup 中.會將 cfs rq next設定為喚醒的程序,cfs rq last設定為當前的執行程序.然後將要喚醒的程序重新入列,即 enqueue task 在pick next tas...
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