1、概述
1.1、調度策略
定義位于
SCHED_NORMAL：普通的分時進程，使用的fair_sched_class調度類
SCHED_FIFO：先進先出的實時進程。當調用程序把CPU分配給進程的時候，它把該進程描述符保留在運行隊列鏈表的當前位置。此調度策略的進程一旦使用CPU則一直運行。如果沒有其他可運行的更高優先級實時進程，進程就繼續使用CPU，想用多久就用多久，即使還有其他具有相同優先級的實時進程處于可運行狀態。使用的是rt_sched_class調度類。
SCHED_RR：時間片輪轉的實時進程。當調度程序把CPU分配給進程的時候，它把該進程的描述符放在運行隊列鏈表的末尾。這種策略保證對所有具有相同優先級的SCHED_RR實時進程進行公平分配CPU時間，使用的rt_sched_class調度類
SCHED_BATCH：是SCHED_NORMAL的分化版本。采用分時策略，根據動態優先級，分配CPU資源。在有實時進程的時候，實時進程優先調度。但針對吞吐量優化，除了不能搶占外與常規進程一樣，允許任務運行更長時間，更好使用高速緩存，適合于成批處理的工作，使用的fair_shed_class調度類
SCHED_IDLE：優先級最低，在系統空閑時運行，使用的是idle_sched_class調度類，給0號進程使用
SCHED_DEADLINE：新支持的實時進程調度策略，針對突發型計算，并且對延遲和完成時間敏感的任務使用，基于EDF（earliest deadline first）,使用的是dl_sched_class調度類。
1.2、調度類
Next:指向下一個調度類,用于在函數pick_next_task、check_preempt_curr、set_rq_online、set_rq_offline用于遍歷整個調度類根據調度類的優先級選擇調度類。優先級為stop_sched_class->dl_sched_class->rt_sched_class->fair_sched_class->idle_sc*hed_class
enqueue_task:將任務加入到調度類中
dequeue_task:將任務從調度類中移除
yield_task/ yield_to_task:主動放棄CPU
check_preempt_curr:檢查當前進程是否可被強占
pick_next_task:從調度類中選出下一個要運行的進程
put_prev_task:將進程放回到調度類中
select_task_rq:為進程選擇一個合適的cpu的運行隊列
migrate_task_rq:遷移到另外的cpu運行隊列
pre_schedule:調度以前調用
post_schedule:通知調度器完成切換
task_waking、task_woken:用于進程喚醒
set_cpus_allowed:修改進程cpu親和力affinity
rq_online:啟動運行隊列
rq_offline:關閉運行隊列
set_curr_task:當進程改變調度類或者進程組時被調用
task_tick:將會引起進程切換，驅動運行running強占。由time_tick調用
task_fork:進程創建時調用，不同調度策略的進程初始化不一樣
task_dead:進程結束時調用
switched_from、switched_to:進程改變調度器時使用
prio_changed:改變進程優先級
1.3、調度觸發
調度的觸發主要有兩種方式，一種是本地定時中斷觸發調用scheduler_tick函數，然后使用當前運行進程的調度類中的task_tick，另外一種則是主動調用schedule，不管是哪一種最終都會調用到__schedule函數，該函數調用pick_netx_task，通過rq->nr_running ==rq->cfs.h_nr_running判斷出如果當前運行隊列中的進程都在cfs調度器中，則直接調用cfs的調度類（內核代碼里面這一判斷使用了likely說明大部分情況都是滿足該條件的）。如果運行隊列不都在cfs中，則通過優先級stop_sched_class->dl_sched_class->rt_sched_class->fair_sched_class->idle_sched_class遍歷選出下一個需要運行的進程。然后進程任務切換。
處于TASK_RUNNING狀態的進程才會被進程調度器選擇，其他狀態不會進入調度器。系統發生調度的時機如下：
à調用cond_resched()時
à顯式調用schedule()時
à從中斷上下文返回時
當內核開啟搶占時，會多出幾個調度時機如下：
à在系統調用或者中斷上下文中調用preemt_enable()時（多次調用系統只會在最后一次調用時會調度）
à在中斷上下文中，從中斷處理函數返回到可搶占的上下文時
1.4、__schedule的實現
分析_schedule的實現有利于理解調度類的實體如果在
其中有幾個重要的與調度器密切相關的函數：
pre_scheduleà prev->sched_class->pre_schedule 在調度以前調用
put_prev_taskàprev->sched_class->put_prev_task 將前一個進程調度以前放回調度器中
pick_next_taskà class->pick_next_task從調度器中選出下一個需要運行的進程
post_scheduleà rq->curr->sched_class->post_scheduleCFS中為NULL
2、 CFS調度
該部分代碼位于linux/kernel/sched/fair.c中
定義了const struct
sched_classfair_sched_class，這個是CFS的調度類定義的對象。其中基本包含了CFS調度的所有實現。
CFS實現三個調度策略：
1> SCHED_NORMAL這個調度策略是被常規任務使用
2> SCHED_BATCH 這個策略不像常規的任務那樣頻繁的搶占，以犧牲交互性為代價下，因而允許任務運行更長的時間以更好的利用緩存，這種策略適合批處理
3> SCHED_IDLE 這是nice值甚至比19還弱，但是為了避免陷入優先級導致問題，這個問題將會死鎖這個調度器，因而這不是一個真正空閑定時調度器
CFS調度類：
n enqueue_task(…) 當任務進入runnable狀態，這個回調將把這個任務的調度實體（entity）放入紅黑樹并且增加nr_running變量的值
n dequeue_task(…) 當任務不再是runnable狀態，這個回調將會把這個任務的調度實體從紅黑樹中取出，并且減少nr_running變量的值
n yield_task(…) 除非compat_yield sysctl是打開的，這個回調函數基本上就是一個dequeue后跟一個enqueue，這那種情況下，他將任務的調度實體放入紅黑樹的最右端
n check_preempt_curr(…) 這個回調函數是檢查一個任務進入runnable狀態是否應該搶占當前運行的任務
n pick_next_task(…) 這個回調函數選出下一個最合適運行的任務
n set_curr_task(…) 當任務改變他的調度類或者改變他的任務組，將調用該回調函數
n task_tick(…) 這個回調函數大多數是被time tick調用。他可能引起進程切換。這就驅動了運行時搶占
2.1、調度實體
其中幾個重要的變量
每一個進程的task_struct中都嵌入了sched_entry對象，所以進程是可調度的實體，但是可調度的實體不一定是進程，也可能是進程組。
2.2、CFS調度
Tcik 中斷，主要會更新調度信息，然后調整當前進程在紅黑樹中的位置。調整完成以后如果當前進程不再是最左邊的葉子，就標記為Need_resched標志，中斷返回時就會調用scheduler()完成切換、否則當前進程繼續占用CPU。從這里可以看出CFS拋棄了傳統時間片概念。Tick中斷只需要更新紅黑樹。
紅黑樹鍵值即為vruntime，該值通過調用update_curr函數進行更新。這個值為64位的變量，會一直遞增，__enqueue_entity中會將vruntime作為鍵值將要入隊的實體插入到紅黑樹中。__pick_first_entity會將紅黑樹中最左側即vruntime最小的實體取出。
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