Linux Kernel调度器学习路线图

原创 已于 2022-05-06 18:35:00 修改 · 置顶 · 6.2k 阅读 · 44 ·
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#linux kernel调度器学习 #CFS #调度器

于 2020-01-16 07:05:53 首次发布
本文详细介绍了Linux调度器的核心概念，包括稳定内核版本4.4.83的调度器结构，CFS调度算法原理及其实现，以及CPU拓扑在调度中的作用。探讨了进程创建、唤醒后的调度流程，CFS算法如何计算利用率，WALT窗口辅助负载跟踪原理，以及任务到CPU的分配策略。

按照本人最近的学习调度器路线图,如下:
kernel version: stable 4.4.83,创建于2018年.

  1. scheduler若干个基础结构体简介
  2. scheduler初始化
  3. CFS调度算法基本思想
  4. CFS调度算法 bandwidth throttle
  5. CPU拓扑和调度域调度组的建立和初始化
  6. fork/clone等方式创建的进程如何被调度的
  7. 被wake_up_process之后的进程是如何被调度的
  8. CFS调度算法怎么计算进程(PELT算法)/cpu/系统 利用率的
  9. EAS如何根据能效为进程选择目标CPU
  10. 不考虑能效是如何为task选择合适的CPU
  11. 主调度器(__schedule()函数)如何工作的

下面内容与调度器息息相关(WALT原理, 调度相关联的cpu调节频率机制):

后面根据时间在补上其他重要内容 .
目前的遗留问题:

thanks.

Linux内核之调度器
Micky_Yang的博客
02-12 701
一、多任务与调度器 　　多任务操作系统就是能同时并发的交互执行多个进程的操作系统，在单处理器机器上，这会产生多个进程在同时运行的幻觉。在多处理器机器上，这会使多个进程在不同的处理机上真正同时、并行地运行。无论在单处理器或者多处理器机器上，多任务操作系统都能使多个进程处于堵塞或者睡眠状态，也就是说，实际上不被投入执行，知道工作确实就绪了。这些任务尽管位于内存，但是并不处于可运行的状态。相反，这些进程...
linux之调度管理（2）-调度器 如何触发运行
z20230508的博客
11-07 1489
因为我们主要讲解的是调度器，而会涉及到一些系统定时器的知识，这里我们简单讲解一下内核中定时器是如何组织，又是如何通过通过定时器实现了调度器的间隔调度。首先我们先看一下内核定时器的框架，具体定时器的详解在其他文章中。在内核中，会使用strut clock_event_device结构描述硬件上的定时器，每个硬件定时器都有其自己的精度，会根据精度每隔一段时间产生一个时钟中断。
全面解析Linux 内核 3.10.x - 调度算法 - Linux 调度器
何文的专栏
06-10 3845
From: 全面解析Linux 内核 3.10.x - 进程调度 Linux 调度器 - Volker Seeker · 爱丁堡大学 2013.05.12本文档包含了Linux内核如何处理进程调度注意事项。 它们涵盖一般调度器框架、调度类、完全公平调度（CFS）算法、软实时调度以及负载均衡的实时和CFS。 在此文档中采用的Linux内核版本是3.1.10，使用的终端设备为搭载android
Linux技术学习roadmap
zjydg1101的博客
04-21 681
Linux初级 linux图形界面使用 linux简单目录结构 linux常用命令 linux系统安装 Linux中级 linux用户/文件系统管理 linux网络管理 linux磁盘管理 linux系统和日记维护管理 linux安全优化 linux系统备份与恢复 shell初步编程 linux高级 Linux服务器 Linux Dns服务器 Linux Mail服务器 Linux Web服务器 ...
Linux内核地图
weixin_60342993的博客
05-26 211
Linux内核地图
2019-2020 个人Linux内核技术路线规划（随笔）
pcj2007的专栏
10-18 449
最近在想自己的Linux kernel roadmap要怎么定，应该是之前还没有想清楚。只是有些模糊的，一时的，零星的想法。已经2019年了，想来接触到Linux已经有十多年。倒现在只能说略懂一点能扯淡的皮毛，这个现实多少有点让自己感到沮丧。为啥会这样？ 原因和学渣定律有关： 1.在三分钟热度与专一中遥摆 我那三分钟热度的毛病不能说是全是很坏的事，至少没有以那么画地为牢。可惜吾生有涯，而知无...
深度解剖Linux内核源码调度器原理
m0_74282605的博客
11-19 650
当我们向虚拟机透传超线程信息后，虚拟机会形成2层调度域（SMT 与 MC域），而在唤醒负载均衡的时候，CFS 会倾向于将业务调度到空闲的 sg 上（即空闲的物理 CORE，而不是空闲的 CPU），这个时候业务在 CPU 利用率不高（没有超过40%）的时候，可以更加充分的利用物理CORE的性能（还是老问题，一个物理CORE上的超线程对，它们同时运行 CPU 消耗型业务时，所获得的性能增益只相当于单线程1.2倍左右。所以 smt 域的负载均衡就是执行超线程间的进程迁移，这个负载均衡的时间最短，条件最宽松。
Linux内核分析学习路线总结（内核人员必看）
Linuxhus的博客
08-06 5193
1、Linux体系架构（文末附上学习思维导图） 如上图所示，从宏观上来看，Linux操作系统的体系架构分为用户态和内核态。 　　内核从本质上看是一种软件——控制计算机的硬件资源，并提供上层应用程序运行的环境。 　　用户态即上层应用程序的活动空间，应用程序的执行必须依托于内核提供的资源，包括CPU资源、存储资源、I/O资源等。 用户态的应用程序可以通过三种方式来访问内核态的资源： 1）系统调用 2）库函数 3）Shell脚本 这三种方式也在上图中有所体现。 二、Linux内核的启动过
Linux内核调度详解
m0_74282605的博客
11-16 1140
多任务操作系统分为非抢占式多任务和抢占式多任务。与大多数现代操作系统一样，Linux采用的是抢占式多任务模式。这表示对CPU的占用时间由操作系统决定的，具体为操作系统中的调度器。调度器决定了什么时候停止一个进程以便让其他进程有机会运行，同时挑选出一个其他的进程开始运行。
一文讲解Linux进程调度-CFS调度器
youzhangjing_的博客
12-15 730
Completely Fair Scheduler，完全公平调度器，用于Linux系统中普通进程的调度。CFS采用了红黑树算法来管理所有的调度实体sched_entity，算法效率为O(log(n))。CFS跟踪调度实体sched_entity的虚拟运行时间vruntime，平等对待运行队列中的调度实体sched_entity，将执行时间少的调度实体sched_entity排列到红黑树的左边。
Linux kernel全览图
qq_42453713的博客
12-25 281
Linux kernel全览图 传送门：https://makelinux.github.io/kernel/map/
linux内核全景图
qq_38595432的博客
07-30 279
https://makelinux.github.io/kernel/map/
linux内核示意图
qq_39333816的博客
04-10 317
http://www.selinuxplus.com/?tag=kernel
Linux Kernel：调度器scheduler
qq_34968572的博客
09-11 670
内核针对若干连接起来的进程任务能公平地共享CPU时间，创造并行执行的错觉，并且需要考虑到不同任务的优先级问题提供了一种方法即schedule（调度器），调度器的一般原理是，按所能分配的计算能力，向系统中的每个进程提供最大的公正性，例如有N个进程，那么每个进程会得到总计算能力的1/N，所有的进程在物理上真实的并行执行。每次调用调度器时，都会挑选具有最高等待时间的进程，这些按照等待时间排队的结构称之为就绪队列。
Linux内核之核心调度器
Gavin Guan的专栏
04-03 1926
在Linux中内核提供了两个调度器主调度器，周期性调度器 主调度器是直接的, 比如进程打算睡眠或出于其他原因放弃CPU，schedule函数 周期性调度器是通过周期性的机制, 以固定的频率运行, 不时的检测是否有必要，scheduler_tick查看当前进程是否运行太长时间，如果是，将进程的TIF_NEED_RESCHED置位，然后再中断返回时，调用schedule，进行进程切换操作 两个调
基于 Quartz 开发企业级任务调度应用
lxhjh的专栏
08-01 2593
源自：http://www.oschina.net/question/129540_111323 简介 Quartz 是 OpenSymphony 开源组织在任务调度领域的一个开源项目，完全基于 Java 实现。作为一个优秀的开源调度框架，Quartz 具有功能强大，应用灵活，易于集成的特点。本文剖析了 Quartz 框架内部的基本实现原理，通过一些具体实例描述了应用 Quartz 开发应
Kernel调度器负载均衡(一）
惰性气体
08-10 3254
Kernel中的CPU负载均衡是对调度器的增强，在多处理器上（SMP/NUMA），必须要考虑CPU的负载均衡，包括：1.CPU负荷尽可能公平地在所有处理器上共享。2.内核必须能够将进程从一个CPU迁移到另一个CPU上。 在Kernel中调度器进行负载均衡的时机有4个： 1.在时钟中断时，周期性调度器scheduler_tick会被调用，它在最后会调用trigger_load_b
kernel调度(1)----基本知识介绍
太初有道
11-21 2573
调度简介 最近在学习linux 内核调度相关的知识，也看了好多文章，内核代码，下面就学习的内容做个梳理，有助于自己的记忆，可能有的地方自己理解不对，希望多多指教。下面就从几个基本概念开始。 什么是调度 有过点操作系统知识的人都知道，调度的工作主要就是完成操作系统内进程切换的过程，让多个进程多个任务可以轮流的使用cpu的资源。那么在这个过程中涉及到很多调度相关的概念。下面就从这些简单的概念开始 调度的对象–线程 进程和线程的概念这里就不再详细的说，大家都知道。其实在内核里面，对于调度来说是不分进程还是线程概念
窥探 kernel --- 调度器发展史
tulunta
05-14 253
本系列文章由张同浩整理编写，转载请注明出处：http://blog.youkuaiyun.com/muge0913/article/details/7563477 调度器的主要工作是在所有 RUNNING 进程中选择最合适的一个。作为一个通用操作系统，Linux 调度器将进程分为了三类： 交互进程：此类进程有大量的人机交互，因此进程不断地处于睡眠状态，等待用户输...
linux驱动开发工程师学习路线
最新发布
07-25
成为一名Linux驱动开发工程师需要系统地掌握计算机基础知识、操作系统原理、Linux内核机制以及硬件相关知识。以下是一条可行的学习路径及必备技能： ### 三级标题：基础知识准备 在开始驱动开发之前，需要掌握C语言编程、数据结构与算法、操作系统基础以及计算机组成原理等知识。这些是理解操作系统和驱动程序运行机制的基础。 熟悉Linux操作系统的基本使用，包括文件系统、进程管理、权限控制等内容。掌握Shell脚本编写，可以提高开发效率并便于自动化测试[^1]。 ### 三级标题：Linux内核基础 深入学习Linux内核的模块化结构、进程调度、内存管理、中断处理等核心机制。了解设备驱动的基本概念和分类，如字符设备、块设备、网络设备等。阅读《Linux设备驱动程序》（Linux Device Drivers）等经典书籍有助于理解驱动开发的基本原理。 掌握Linux内核源码的编译与调试方法，能够在实际环境中构建和测试内核模块。了解内核API的使用方式，包括设备注册、文件操作接口、中断处理注册等[^1]。 ### 三级标题：硬件知识与接口编程 驱动开发离不开对硬件的理解。需要掌握基本的硬件知识，包括GPIO、I2C、SPI、USB、PCIe等常见总线协议和接口。学习如何通过寄存器配置硬件，并理解设备的数据手册（Datasheet）。 在实际项目中，通常需要与硬件工程师协作，因此对硬件原理图有一定的解读能力是加分项。此外，了解嵌入式系统的开发流程，如Bootloader、内核启动、设备树配置等，也是必要的技能[^3]。 ### 三级标题：驱动开发实践 理论学习之后，进入实践阶段。可以从简单的字符设备驱动入手，如LED驱动、按键驱动等，逐步过渡到更复杂的设备驱动开发。熟悉设备树（Device Tree）的编写，掌握如何将硬件信息传递给内核。 学习使用调试工具如`dmesg`、`strace`、`gdb`等，以及内核调试手段如`printk`、`oops`分析、Oops调试工具等。实践项目中应注重问题分析与解决能力的培养，这是评估工程师综合能力的重要方面[^3]。 ### 三级标题：进阶技能与优化 掌握性能优化技巧，如DMA传输、中断优化、内存管理优化等。了解驱动程序的稳定性、可维护性设计原则，学习如何编写高质量、可移植的驱动代码。 熟悉Linux内核社区的开发流程，包括代码提交、补丁管理、版本控制等。参与开源项目或提交Patch有助于提升技术水平和社区影响力。 ### 三级标题：开发环境与工具链 搭建完整的开发环境，包括交叉编译工具链、目标板调试环境、内核编译环境等。熟悉Makefile编写，掌握自动化构建流程。 使用版本控制系统如Git进行代码管理，了解持续集成（CI）和持续部署（CD）的基本概念。 ### 示例代码：简单字符设备驱动 以下是一个简单的字符设备驱动示例，展示了如何注册设备、实现文件操作接口： ```c #include <linux/module.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/cdev.h> #include <linux/uaccess.h> static dev_t dev_num; static struct cdev my_cdev; static struct class *my_class; static int my_open(struct inode *inode, struct file *file) { printk(KERN_INFO "my device opened\n"); return 0; } static ssize_t my_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos) { char *kernel_buf = "Hello from kernel\n"; int len = strlen(kernel_buf); if (*ppos != 0) return 0; if (copy_to_user(buf, kernel_buf, len)) return -EFAULT; *ppos += len; return len; } static const struct file_operations fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = my_open, .read = my_read, }; static int __init my_init(void) { alloc_chrdev_region(&dev_num, 0, 1, "my_dev"); cdev_init(&my_cdev, &fops); cdev_add(&my_cdev, dev_num, 1); my_class = class_create(THIS_MODULE, "my_class"); device_create(my_class, NULL, dev_num, NULL, "my_device"); printk(KERN_INFO "my module loaded\n"); return 0; } static void __exit my_exit(void) { cdev_del(&my_cdev); unregister_chrdev_region(dev_num, 1); device_destroy(my_class, dev_num); class_destroy(my_class); printk(KERN_INFO "my module unloaded\n"); } module_init(my_init); module_exit(my_exit); MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("Your Name"); MODULE_DESCRIPTION("A simple character device driver"); ``` ###
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