Linux内核CPU调度之任务入队和选核

目录

1. 任务入队的触发条件

1.1 任务被唤醒

1.2 新任务创建

2. 多核情况下选择目标CPU

2.1 select_task_rq函数

2.2 CFS调度类的select_task_rq方法

3. 入队函数的实现

3.1 enqueue_task函数

3.2 CFS调度类的enqueue_task方法

4. 入队函数的调用点

5. 总结

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在Linux内核中，任务入队（即将任务放入CPU的就绪队列）是调度器的核心操作之一。任务入队通常发生在以下几种情况下：

1. 任务被唤醒：当一个任务从睡眠状态（如等待I/O、信号量等）被唤醒时，它会被放入就绪队列。

2. 新任务创建：当一个新任务（如通过fork()或pthread_create()创建）被创建时，它会被放入就绪队列。

3. 任务迁移：在多核系统中，任务可能会从一个CPU迁移到另一个CPU，这时任务会被放入目标CPU的就绪队列。

4. 负载均衡：在多核系统中，调度器会进行负载均衡，将任务从一个CPU迁移到另一个CPU，这时任务会被放入目标CPU的就绪队列。

1. 任务入队的触发条件

1.1 任务被唤醒

当一个任务从睡眠状态被唤醒时，内核会调用try_to_wake_up函数，该函数最终会调用enqueue_task将任务放入就绪队列。

/*
 * try_to_wake_up - 尝试唤醒一个任务
 * @p: 要唤醒的任务
 * @state: 任务的状态
 * @wake_flags: 唤醒标志
 */
static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
{
    int cpu, success = 0;

    cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, wake_flags | WF_TTWU); // 选择目标CPU
    if (cpu != task_cpu(p)) { // 如果目标CPU与当前CPU不同
        set_task_cpu(p, cpu); // 设置任务的目标CPU
    }

    ttwu_queue(p, cpu, wake_flags); // 将任务放入目标CPU的就绪队列
    return success;
}

try_to_wake_up函数的主要步骤如下：

1. 选择目标CPU：select_task_rq函数用于选择目标CPU。这个函数会根据任务的亲和性（affinity）和负载均衡策略选择一个合适的CPU。

2. 设置任务的目标CPU：如果目标CPU与当前CPU不同，则调用set_task_cpu函数设置任务的目标CPU。

3. 将任务放入目标CPU的就绪队列：ttwu_queue函数用于将任务放入目标CPU的就绪队列。

1.2 新任务创建

当一个新任务被创建时，内核会调用wake_up_new_task函数，该函数最终会调用enqueue_task将任务放入就绪队列。

/*
 * wake_up_new_task - 唤醒一个新任务
 * @p: 新任务
 */
void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
{
    struct rq *rq;
    int cpu;

    cpu = select