cgroups的实现

cgroups的实现

1. cgroups体系结构

每个内核的子系统如果想要挂载到cgroup系统中，必须要先拥有一个cgroup_subsys对象，通过这个对象将对子系统资源的操作函数以接口的形式进行约定，各个子系统再根据自己的需求去实现这些接口，除了这些函数指针，cgroup_subsys结构体还包括id, name, early_init等属性，分别表示该子系统在cgroup->subsys[]数组中的索引，子系统名称，在系统启动时是否需要尽早初始化等。

struct cgroup_subsys{
   
   
	struct cgroup_subsys_state* (*css_alloc)(struct cgroup_subsys_state *parent_css);
  void (*attach)(struct cgroup_taskset *tset);
  ...

  bool early_init: 1;
  ind id;
  const char *name;
  struct cgroup_root *root;
}

除了这些，cgroup_subsys还有一个指向cgroup_root类型的root指针，cgroup_root表示一个cgroup hierarchy的根，注意与根结点相区别，所以说一个子系统只能通过cgroup_root结构与一个cgroup hierarchy绑定（但是反过来一个cgroup hierarchy可以绑定多个子系统 ）。关于cgroup_root下面具体讨论。

再看第一个函数指针css_alloc，其返回了一个cgroup_subsys_state结构体，每一个注册到系统中的cgroup子系统，除了代表它的cgroup_subsys，还有与之相关联的cgroup_subsys_state，简称css，用来表示某个子系统与某个cgroup相关联的状态，将一个子系统与一个cgroup相连接。每个subsys会对调用css_alloc的cgroup分配一个自己的cgroup_subsys_state结构。

struct cgroup_subsys_state {
   
   
	/* PI: the cgroup that this css is attached to */
	struct cgroup *cgroup;

	/* PI: the cgroup subsystem that this css is attached to */
	struct cgroup_subsys *ss;

	/* reference count - access via css_[try]get() and css_put() */
	struct percpu_ref refcnt;

	/* siblings list anchored at the parent's ->children */
	struct list_head sibling;
	struct list_head children;

	/*
	 * PI: Subsys-unique ID.  0 is unused and root is always 1.  The
	 * matching css can be looked up using css_from_id().
	 */
	int id;

	unsigned int flags;
    ...

	struct cgroup_subsys_state *parent;
};

• cgroup指向此css所关联的cgroup
• ss指向此css所关联的cgroup_subsys
• sibling是一个双向链表，保存所关联的cgroup拥有的其他css
• parent指向父css的指针

提到css，那就不得不提css_set，css_set是保存指向cgroup_subsys_state对象的一组引用计数指针的集合，用来保存与task相关的cgroup信息，同时也代表了一组子系统资源的组合，css_set的使用节省了cgroups在task_struct结构体中所占用的空间，而且加快了task fork()/exit()的速度。

struct css_set {
   
   
	/*
	 * Set of subsystem states, one for each subsystem. This array is
	 * immutable after creation apart from the init_css_set during
	 * subsystem registration (at boot time).
	 */
	struct cgroup_subsys_state *subsys[CGROUP_SUBSYS_COUNT];

	/* reference count */
	refcount_t refcount;
  ...
	/*
	 * Lists running through all tasks using this cgroup group.
	 */
	struct list_head tasks;

	/*
	 * List running through all cgroup groups in the same hash
	 * slot. Protected by css_set_lock
	 */
	struct hlist_node hlist;

	/*
	 * List of cgrp_cset_links pointing at cgroups referenced from this
	 * css_set.  Protected by css_set_lock.
	 */
	struct list_head cgrp_links;

	/* dead and being drained, ignore for migration */
	bool dead;

	/* For RCU-protected deletion */
	struct