Читать «Разработка ядра Linux» онлайн - страница 52
Роберт Лав
Рис. 4.2. Алгоритм работы О(1)-планировщика операционной системы Linux
Если полученные значения переменных prev
и next
не равны друг другу, то для выполнения выбирается новое задание (next
). При этом для переключения с задания, на которое указывает переменная prev
, на задание, соответствующее переменной next, вызывается функция context_switch()
, зависящая от аппаратной платформы. Переключение контекста будет рассмотрено в одном из следующих разделов.
В рассмотренном коде следует обратить внимание на два важных момента. Во- первых, он очень простой и, следовательно, очень быстрый. Во-вторых, количество процессов в системе не влияет на время выполнения этого кода. Для нахождения наиболее подходящего для выполнения процесса не используются циклы. В действительности никакие факторы не влияют на время, за которое функция schedule()
осуществляет поиск наиболее подходящего для выполнения задания. Время выполнения этой операции всегда постоянно.
Вычисление приоритетов и квантов времени
В начале этой главы было рассмотрено, как приоритет и квант времени используются для того, чтобы влиять на те решения, которые принимает планировщик. Кроме того, были рассмотрены процессы, ограниченные скоростью ввода-вывода и скоростью процессора, а также было описано, почему желательно поднимать приоритет интерактивных задач. Теперь давайте рассмотрим код, который реализует эти соображения.
Процессы имеют начальное значение приоритета, которое называется nice. Это значение может лежать в диапазоне от -20 до 19, по умолчанию используется значение 0. Значение 19 соответствует наиболее низкому приоритету, а значение -20 — наиболее высокому. Значение параметра static_prio
структуры task_struct
процесса. Это значение называется статическим приоритетом, потому что оно не изменяется планировщиком и остается таким, каким его указал пользователь. Планировщик свои решения основывает на динамическом приоритете, которое хранится в поле prio
. Динамический приоритет вычисляется как функция статического приоритета и интерактивности задания.
Функция effective_prio()
возвращает значение динамического приоритета задачи. Эта функция исходит из значения параметра
Конечно, планировщик по волшебству не может определить, какой процесс является интерактивным. Для определения необходима некоторая эвристика, которая отражает, является ли процесс ограниченным скоростью ввода-вывода или скоростью процессора. Наиболее выразительный показатель — сколько времени задача находится в приостановленном состоянии (sleep). Если задача проводит большую часть времени в приостановленном состоянии, то она ограничена вводом-выводом. Если задача больше времени находится в состоянии готовности к выполнению, чем в приостановленном состоянии, то эта задача не интерактивна. В экстремальных случаях, если задача большую часть времени находится в приостановленном состоянии, то она полностью ограничена скоростью ввода-вывода; если задача все время готова к выполнению, то она ограничена скоростью процессора.