45、Linux内核CPU调度器深度解析

Linux内核CPU调度器深度解析

1. 谁运行调度器代码

很多人对调度的工作原理存在一个微妙但关键的误解，认为存在一个名为“调度器”的内核线程会定期运行并调度任务，这是错误的。在像Linux这样的整体式操作系统中，调度是由当前正在执行内核代码的进程上下文（即 current ）来完成的。

同时，有一条Linux内核的黄金规则需要牢记：调度代码绝不能在任何原子或中断上下文中运行。也就是说，中断上下文代码必须保证是非阻塞的，例如在中断上下文中不能使用 GFP_KERNEL 标志调用 kmalloc() ，因为它可能会阻塞；但使用 GFP_ATOMIC 标志则没问题，因为它会指示内核内存管理代码永不阻塞。而且，在调度代码运行时，内核抢占是被禁用的。

2. 调度器何时运行

操作系统调度器的工作是仲裁对处理器（CPU）资源的访问，在竞争的线程之间共享该资源。为了确保任务之间公平地共享CPU资源，调度器需要定期在处理器上运行。但不能在定时器中断中直接调用调度器，因为不能在原子或中断上下文中调用调度器。实际上，定时器中断上下文和进程上下文代码路径都被用于实现调度工作。

2.1 定时器中断部分

在定时器中断（ kernel/sched/core.c:scheduler_tick() 代码中，此时中断被禁用）中，内核会执行一些必要的元工作，以确保调度顺利运行，比如适当更新每个CPU的运行队列、进行负载均衡等。但实际上并不会调用 schedule() 函